في السنوات الأخيرة، ارتفعت معدلاتسيراميك الألومينابرزت (محتوى ال₂O₃ ≥ 99%) كمواد أساسية في مجالات متقدمة مثل الطاقة الجديدة، والفضاء، وأشباه الموصلات الإلكترونية، بفضل مقاومتها العالية للحرارة والتآكل، وعزلها الكهربائي، واستقرارها الكيميائي. ويشهد هذا القطاع نموًا سريعًا بفضل التحديث الصناعي العالمي وتشديد اللوائح البيئية. نلخص أدناه أحدث الاتجاهات من أربعة أبعاد: الابتكار التكنولوجي، وطلب السوق، ودعم السياسات، والتعاون الدولي.
1. الابتكار التكنولوجي يُسرّع التحديث الصناعي
في عام ٢٠٢٣، طوّر معهد شنغهاي للسيراميك، التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، عملية طباعة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة لسيراميك الألومينا. ومن خلال تحسين معايير التلبيد بالليزر، زادت كفاءة تشكيل الهياكل المعقدة بنسبة ٤٠٪، وانخفضت التكاليف بنسبة ٣٠٪. وقد طُبّقت هذه التقنية على بطانات فوهات محركات الطيران وغرسات العظام الطبية.
دراسة الحالة: قامت شركة هونان هواليان سيراميكس، بالتعاون مع شركة إي أو إس الألمانية، بتطوير قواعد أطقم أسنان مصنوعة من سيراميك الألومينا مخصصة بدقة تصل إلى مستوى الميكرومتر.
طورت الجامعات والشركات بشكل مشترك سيراميك نانوي مركب من "alumina + كربيد السيليكون (كربيد السيليكون)دي دي اتش، محققةً قوة انثناء تتجاوز 1500 ميجا باسكال، أي ضعف قوة المواد التقليدية. تُستخدم هذه المواد في فلاتر محطات القاعدة 5G وأدوات قطع رقائق أشباه الموصلات.
البيانات: وفقًا لمجلة متقدم السيراميك، وصل السوق العالمي للألومينا النانوية المركبة إلى 2.8 مليار دولار في عام 2023، بمعدل نمو سنوي يتجاوز 15٪.
2. الطاقة الجديدة والإلكترونيات تدفعان توسع السوق
مع وصول مبيعات السيارات الكهربائية في الصين إلى 3.86 مليون وحدة في عام 2023، ارتفع الطلب على الفواصل المطلية بالألومينا عالية النقاء بشكل كبير. وقد طرحت شركات مثل تيانشي ماتيريالز وشينتشوانغ فواصل مركبة من طلاء السيراميك "alumina + البولي أوليفين"، مما يقلل من مخاطر ارتفاع درجة حرارة البطارية بنسبة 40%.
التوقعات: من المتوقع أن يتجاوز السوق العالمي للألومينا في فواصل بطاريات الليثيوم 12 مليار دولار بحلول عام 2025.
2. تحديد مواقع معدات أشباه الموصلات
في ظل القيود الأمريكية على تصدير معدات أشباه الموصلات، سارعت شركات صينية مثل ميندراي وناورا إلى تسريع البحث والتطوير في مجال أدوات نقش ركائز سيراميك الألومينا، كاسرةً بذلك هيمنة شين-إيتسو اليابانية. ويجري الآن إنتاج معدات محلية تجريبيًا لتصنيع رقائق 28 نانومتر.
3. التعاون بين السياسات والصناعة يعزز النظام البيئي
أدرج دليل وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات لتطوير صناعة المواد الجديدة أكسيد الألومنيوم عالي النقاء كأولوية رئيسية في الخطة الخمسية الرابعة عشرة، وهو مؤهل للحصول على خصم ضريبي على القيمة المضافة بنسبة 13٪.
خصصت وزارة العلوم والتكنولوجيا أكثر من 500 مليون ين لمشروع البحث والتطوير الوطني للمواد المركبة عالية الأداء القائمة على الألومينا في إطار خطتها الخمسية الرابعة عشرة.
4. التصنيع الأخضر والاستدامة
اعتمدت شركة شاندونغ لويانغ للطاقة تقنية احتراق الغاز الطبيعي المتدرج مع استعادة الحرارة المهدرة، مما أدى إلى خفض استهلاك طاقة حرق السيراميك من 3.2 طن من الفحم القياسي/طن إلى 1.8 طن، مما أدى إلى خفض انبعاثات الكربون بنسبة 37%. وتتأهل منتجاتها الآن للحصول على شهادة آلية تعديل حدود الكربون التابعة للاتحاد الأوروبي (سي بي إيه إم).
أطلقت شركة الصين للألمنيوم (شينالكو) مشروعًا لإعادة تدوير سيراميك الألومينا المُعاد تدويره، محققةً نسبة إعادة تدوير 92% من سيراميك الخردة. تُستخدم الألومينا المُعاد تدويرها (بنقاء 99.5%) حاليًا في المواد المقاومة للحرارة.
5. التعاون الدولي وكسر الحواجز
استحوذت شركة كيوسيرا اليابانية على شركة سيراسيت الأمريكية مقابل 120 مليون دولار، مما ضمن لها الحصول على براءات اختراع للسيراميك العازل للميكروويف (εr سسششش100) لتسريع تطوير البنية التحتية لشبكات الجيل الخامس.
2. القيادة القياسية العالمية
تم نشر معيار ايزو/تاس 25852-2023: مواد السيراميك المصنوعة من الألومينا عالية النقاء بقيادة الصين في يونيو 2023، مما أدى إلى سد فجوة المعيار الفني العالمي وتعزيز القوة التفاوضية للصين في المشتريات الدولية.
مع التطبيقات الناشئة في بطاريات الحالة الصلبة، وأشباه الموصلات من الجيل السادس، وصناعة الطيران التجاري، ستواصل صناعة السيراميك عالي الألومينا تقدمها نحو تطوير متطور وذكي ومستدام. وبحلول عام 2030، من المتوقع أن يتجاوز حجم السوق العالمية 80 مليار دولار، مع احتمال استحواذ الصين على 40% من سلسلة منتجاتها الصناعية الكاملة وقدراتها الابتكارية.
لا تُعدّ سيراميكات الألومينا العالية طفرةً في علم المواد فحسب، بل تُعدّ أيضًا حجر الزاوية في الصناعات الاستراتيجية الناشئة في الصين. وبفضل التقدم التكنولوجي وتزايد طلب السوق، تنتقل الشركات الصينية من كونها تابعةً إلى كونها رائدةً في المنافسة العالمية على مواد السيراميك الفاخرة.
