气相二氧化硅的应用领域呈现多元化发展的趋势分析

气相二氧化硅的应用领域呈现多元化发展的趋势分析气相二氧化硅的应用领域呈现多元化发展的趋势气相二氧化硅最重要的用户是有机硅行业，其中以硅橡胶为主，硅橡胶在航空航天、国防工业、机械制造、电子电器、建筑装饰、居家用具、生物医学等多个领域具有不可替代的作用，是公认的新型先进合成材料，在新基建中也发挥了重要重要。除了硅橡胶以外，气相二氧化硅还可以用于填充硅树脂，特别是用于电子领域和硅橡胶混炼中的硅树脂。我国是涂料生产和消费大国，在涂料中加入气相二氧化硅，可提供防结块、防流挂、乳化性、消光性、悬浮、增稠和触变等功能。气相二氧化硅也为树脂基复合材料的合成提供了新的机遇，可以达到改善树脂基材料性能的目的。在胶粘剂中，气相二氧化硅主要作为补强剂和添加剂，起到流变控制、防沉降、防止流挂和补强作用。此外，气相二氧化硅在化学机械抛光、复合材料、胶体电池、消泡剂、污水处理、农业、化妆品、食品、医药、绝热保温材料等领域中也有广泛的应用空间。随着未来气相二氧化硅下游应用领域的不断拓展，应用领域的多元化为气相二氧化硅提供了广阔的市场空间。全球气相二氧化硅发展历程气相二氧化硅，俗称气相法白炭黑，是由硅的卤化物（主要是一甲基三氯硅烷和四氯化硅，少部分企业使用三氯氢硅）在氢氧火焰中高温水解生成的带有表面羟基的无定形纳米级白色粉末，常态下为白色絮状粉末，该产品具有粒径小、比表面积大、化学纯度高、分散性能好等特征。气相二氧化硅在补强、增稠、触变、防沉、抗流挂、吸附、隔热等方面的性能更优异于沉淀法产品，因其产品的分子结构与硅橡胶相似，可以大幅提高硅橡胶制品的抗拉强度，提高弹性模量和伸长率，因此其在硅橡胶领域的使用量较大。由于气相二氧化硅的制备工艺更加复杂，市场价格较高，除主要用于硅橡胶外，其作为功能性添加剂在油墨涂料、合成树脂、化学机械抛光、复合材料、胶体电池、消泡剂、污水处理、农业、化妆品、食品、医药、绝热保温材料等相关领域也有着广泛应用。二十世纪初期，随着世界范围内橡胶工业的快速发展，橡胶工业的补强填料主要是氧化锌，到二十世纪二十年代，随着炭黑的试制成功从而开创了橡胶补强的新时代，将炭黑用于橡胶补强使橡胶的力学性能得到极大的提高，然而炭黑最大的缺点是其本身为一种黑色粉末，其颜色属性决定了炭黑不能用于制备浅色或彩色橡胶制品。到了二十世纪四十年代，德国Degussa公司成功开发出以四氯化硅在氢氧火焰中高温水解制备气相二氧化硅的工艺，随着气相二氧化硅产品的出现，赋予了橡胶及硅橡胶产品极好的拉伸强度和撕裂强度，打破了黑色橡胶独占市场的局面。从全球气相二氧化硅消费结构来看，有机硅行业是气相二氧化硅主要的消费领域，其中以硅橡胶为主。硅橡胶具有较好的耐高低温、隔热、绝缘、防潮、防化学腐蚀、抗污染和生理惰性，在航天、航空、国防工业、机械制造、建筑装饰、生物医学等多个领域具有不可替代的作用，是公认的新型先进合成材料。气相二氧化硅在硅橡胶中最重要的作用是补强，添加气相二氧化硅后可显著提高硅橡胶制品的强度及力学性能，另外还能提高硅橡胶的抗高温性和耐化学性，使硅橡胶应用于更广泛的领域。气相二氧化硅的应用领域呈现多元化发展的趋势我国是涂料生产和消费大国，在涂料中加入气相二氧化硅，可提供防结块、防流挂、乳化性、消光性、悬浮、增稠和触变等功能。气相二氧化硅也为树脂基复合材料的合成提供了新的机遇，可以达到改善树脂基材料性能的目的。在胶粘剂中，气相二氧化硅主要作为补强剂和添加剂，起到流变控制、防沉降、防止流挂和补强作用。此外，气相二氧化硅在化学机械抛光、复合材料、胶体电池、消泡剂、污水处理、农业、化妆品、食品、医药、绝热保温材料等领域中也有广泛的应用空间。随着未来气相二氧化硅下游应用领域的不断拓展，应用领域的多元化为气相二氧化硅提供了广阔的市场空间。近年来，随着我国环保政策密集出台，环保力度进一步加大，多地陆续出台了多个涉及化工园区的环境、整顿、提升、搬迁等政策。随着环保要求的提高，目前国内生产规模较小、技术水平及环保投入较低的企业将逐步被淘汰。气相二氧化硅由于生产工艺较复杂，设备投入较大，部分企业未来可能将因为产能规模及环保不达标等因素逐步退出市场，市场格局及行业集中度将向研发能力突出、技术工艺先进的企业集中，从而使具有核心竞争能力的企业进一步提高市场份额及竞争力。国内的多晶硅产业起步于上世纪六十年代，随着本世纪初国内光伏产业的快速发展，多晶硅产能在大幅提高的同时，必然导致其还原反应中的副产物四氯化硅的消化成为多晶硅行业发展的瓶颈。目前随着国内多晶硅企业普遍采用冷氢化技术回收及循环使用大部分的四氯化硅副产物，导致四氯化硅供应量大幅减少，使得纯粹采用四氯化硅作为原材料生产气相二氧化硅的企业可能面临原材料短缺的风险。纳米金属粉体下游广泛应用纳米金属粉体可以广泛应用在电子、电气、通讯、汽车、机械、冶金、化工、生物、航空航天、国防等行业中。在电子及通讯产业中，纳米金属粉体主要用来制造电子元器件、多层陶瓷电容器等;在生物领域，纳米金属粉体可用于抗癌研究、抗菌研究等方面;在化工行业，纳米金属粉体主要用在有机催化领域;在电气行业中，纳米金属粉体可用于电催化、锂电池生产等方面。铁基粉末是金属粉末行业中最为重要的粉末品种，以铁基粉末为代表的金属粉末是一种新型产业原材料，属于制造业重要原材料领域，对中国制造业实现高端突破，完成产业转型具有重要的战略意义。铁基粉末是金属粉末行业中最为重要的粉末品种，铁基粉末行业下游应用主要包括粉末冶金制品、金刚石工具、磁性材料、热喷涂、冶金辅料及焊材领域，终端应用包括交通工具、家用电器、电动工具、3C电子及医疗器械等众多行业。粉末冶金是一门新兴的材料制备技术，具有绿色、高效、低碳、可持续性的特点，生产的产品在汽车、摩托车、家电、冶金、机械、纺织、化工、环保、能源等重点产业领域得到广泛应用。近年来，该技术有了突破性进展，金制品需求量的增长。一系列新工艺、新技术大量涌现，使整个粉末冶金领域的研究内容更加深入，粉末冶金已成为高性能材料和机械零件的制备技术之一。纳米金属粉末行业市场前景纳米金属粉体综合性能优异，其制造技术壁垒高。由于纳米金属粉体可以满足对材料要求日益严苛的制造业需求，并且其产品附加值更高，无论是从国家发展战略来看，还是从企业提升竞争力与盈利能力来看，均具有较高开发价值，因此行业发展受到全球各国重视。伴随金属粉末制备工艺的不断提升，金属粉末终端应用不断拓展。以下游粉末冶金制品行业为例，伴随注射成型、3D打印等新型技术逐步落地，并且在企业成本及环保双重压力下，粉末冶金工艺优势不断显现，粉末冶金在航空航天、高端装备及医疗器械等终端应用领域市场广阔。随着下游应用行业的快速发展以及金属粉末应用领域的不断拓展，金属粉末行业迎来了快速发展期。传统的金属粉末以铁基粉末和铜基粉末为主，但随着粉末冶金工艺的升级和新能源、航空航天等领域需求的爆发，其他金属粉末近几年也快速发展，尤其是金属3D打印等技术的崛起带动了包括钛粉、铝粉、镍粉、钴粉、锡粉、铬粉在内的其他金属粉末百花齐放。金属粉末100多年来主要被欧美日俄等发达国家的龙头企业垄断，中国企业普遍是2000年之后才开始在金属粉末领域布局和发力。近几年中国金属粉末企业快速崛起，在多粉末多领域进行。我国市场对高性能新材料的需求不断增长，纳米金属粉体凭借其优良综合性能，应用范围以及需求量还在不断扩大。但与发达国家相比，我国纳米金属粉体行业高端生产力较为不足，较多企业以中低端产品生产为主，行业结构不合理，未来还有较大优化空间。在海外市场中，纳米金属粉体主要生产商有日本昭荣化学、日本同和、日本福田、德国贺利氏、美国艾慕科技、美国NovaCentrix、、美国元素公司、加拿大CVMR等。在多领域需求的共同推动下，我国金属粉末企业加速发展，一批专精创新细分行业龙头企业密集上市，如铂新材料、东木股份、粤安新材料、钱波新材料、亿通新材料、友研粉末材料、思锐新材料、铂力、中州特材等。从营收来看，2021年，东木股份营收居首，为35．91亿元，研粉材料紧随其后，营业收入27．81亿元。除粤安新材外其他企业营业收入均超过5亿元。从归母净利润来看，2021年，钱波新材净利润最高，为2．38亿元，此外，铂新材和亿通新材净利润分别为1．2亿元和0．96亿元。从毛利率来看，铂涛、钱波新材、粤安新材2021年毛利率排名前三，分别为48．2%、38．3%、37．4%。从净利率来看，心悦新材和钱波新材的净利率都在20%以上，而亿通新材和铂新材的净利率都在15%以上。预计全球市场规模将从2022年的95亿美元增至2032年的193亿美元，年均复合增长率（CAGR）为7．4%。美国是金属粉末最大的消费国，其次是中国。PMR预计2022年美国的市场规模将达到27亿美元，北美市场占比达30．9%。各种技术进步和尖端制造技术的迅速采用将促进美国金属粉末需求快速增长。由于对高精度、耐用性和高强度组件的需求，PMR预计3D打印将在医疗保健和国防部门经历高速增长。中国是世界第二大经济体，同时是全球制造业大国，金属粉末在电子、汽车、航空航天、新能源、医疗等领域应用空间广阔，叠加产业升级和进口替代，中国的金属粉末市场规模有望进入加速扩张阶段。金属粉末可以分为单一金属粉末和合金粉末。单一金属粉末分为铁粉、铜粉、铝粉、镍粉、钛粉、铅粉、锡粉、钴粉、铬粉、银粉等，被广泛应用于粉末冶金结构零件、金刚石工具、磁性材料、摩擦材料电池等下游领域。金属粉末在新能源、航空航天等新兴领域的驱动下，需求进入规模化加速增长时期，市场空间有望达到千亿以上规模，叠加中国持续推动高端制造和产业升级，国内的金属粉末企业步入加速成长阶段。金属纳米材料是纳米材料的一个重要分支。金属纳米粉体属零维纳米材料，其原子和电子结构不同于化学成分相同的金属粒子。它具有不同于宏观物体和单个原子的磁、光、电、声、热、力及化学等方面奇异特性。纳米金属粉体可采用直接雾化法、液相法、气相法、固相法、球磨法、等离子体气化法、等离子旋转电极法等工艺进行制备，生产的产品主要包括纳米铜粉、纳米铝粉、纳米镍粉、纳米银粉、纳米合金粉等。二氧化硅应用不断拓展发展潜力较大二氧化硅（Silicondioxide）又称硅石，是一种酸性氧化物，常温下为固体，化学式为SiO₂。化学性质比较稳定，不跟水反应，是酸性氧化物，且不跟一般酸反应，但溶于氢氟酸及热浓磷酸，能和熔融碱类起作用。自然界中，存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种，纯净的天然二氧化硅晶体，是一种坚硬、脆性、难溶的无色透明的固体，可用以制造电子工业的重要部件、光学仪器和工艺品；二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石；二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。分类来看，当前我国二氧化硅按生产方法分类，可分为气相法二氧化硅和沉淀法二氧化硅。其中气相法二氧化硅主要是用高温气相水解法生产二氧化硅；沉淀法二氧化硅主要是用沉淀法生产二氧化硅。就我国二氧化硅行业下游应用来看，其应用领域非常广泛，包括玻璃制造（平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料），陶瓷及耐火材料（瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料），冶金（硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂），建筑（混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料等），化工（硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，无定形二氧化硅微粉），机械，电子，橡胶、塑料，涂料，