In den letzten Jahren hat sich die hohe-AluminiumoxidkeramikAluminiumoxide (Al₂O₃-Gehalt ≥ 99 %) haben sich dank ihrer überlegenen Hitzebeständigkeit, Verschleißfestigkeit, elektrischen Isolationsfähigkeit und chemischen Stabilität zu einem Kernwerkstoff in zukunftsträchtigen Bereichen wie neuen Energien, Luft- und Raumfahrt sowie elektronischen Halbleitern entwickelt. Angetrieben durch die globale industrielle Modernisierung und verschärfte Umweltauflagen erlebt die Branche ein rasantes Wachstum. Im Folgenden fassen wir die neuesten Trends aus vier Perspektiven zusammen: technologische Innovation, Marktnachfrage, politische Förderung und internationale Zusammenarbeit.
1. Technologische Innovation beschleunigt die industrielle Modernisierung
Das Shanghai Institute of Ceramics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelte 2023 ein hochpräzises 3D-Druckverfahren für Aluminiumoxidkeramik. Durch die Optimierung der Lasersinterparameter konnte die Effizienz bei der Herstellung komplexer Strukturen um 40 % gesteigert und die Kosten um 30 % gesenkt werden. Diese Technologie wird bereits für Düsenauskleidungen in der Luft- und Raumfahrt sowie für medizinische Knochenimplantate eingesetzt.
Fallstudie: Hunan Hualian Ceramics entwickelte in Zusammenarbeit mit dem deutschen Unternehmen EOS maßgefertigte Prothesenbasen aus Aluminiumoxidkeramik mit mikrometergenauer Präzision.
Universitäten und Unternehmen haben gemeinsam Nanokompositkeramiken aus Aluminiumoxid und Siliciumcarbid (SiC) entwickelt, die eine Biegefestigkeit von über 1.500 MPa erreichen – das Doppelte der Festigkeit herkömmlicher Materialien. Diese werden in Filtern für 5G-Basisstationen und in Werkzeugen zum Schneiden von Halbleiterwafern eingesetzt.
Daten: Laut der Fachzeitschrift Advanced Ceramics erreichte der globale Markt für Nanokomposit-Aluminiumoxid im Jahr 2023 ein Volumen von 2,8 Milliarden US-Dollar, was einer jährlichen Wachstumsrate von über 15 % entspricht.
2. Neue Energien und Elektronik treiben die Marktexpansion voran.
Da Chinas Absatz von Elektrofahrzeugen im Jahr 2023 voraussichtlich 3,86 Millionen Einheiten erreichen wird, ist die Nachfrage nach hochreinen, aluminiumoxidbeschichteten Separatoren sprunghaft angestiegen. Unternehmen wie Tianshi Materials und Xinchuang haben Verbundseparatoren aus Aluminiumoxid-Keramikbeschichtung und Polyolefin auf den Markt gebracht, die das Risiko eines thermischen Durchgehens der Batterie um 40 % reduzieren.
Prognose: Der globale Markt für Aluminiumoxid in Lithiumbatterieseparatoren wird bis 2025 voraussichtlich 12 Milliarden US-Dollar übersteigen.
2. Lokalisierung von Halbleiteranlagen
Angesichts der US-Exportbeschränkungen für Halbleiteranlagen haben chinesische Unternehmen wie Mindray und NAURA ihre Forschung und Entwicklung im Bereich Ätzanlagen für Aluminiumoxid-Keramiksubstrate beschleunigt und damit die Vormachtstellung des japanischen Unternehmens Shin-Etsu gebrochen. Inländische Anlagen werden derzeit in Pilotproduktion für die Herstellung von 28-nm-Chips gefertigt.
3. Politische und industrielle Zusammenarbeit stärken das Ökosystem
Die MIIT-Richtlinie für die Entwicklung der neuen Werkstoffindustrie führt hochreines Aluminiumoxid als eine wichtige Priorität des 14. Fünfjahresplans auf, für die ein Mehrwertsteuerrabatt von 13 % gewährt wird.
Das Ministerium für Wissenschaft und Technologie hat im Rahmen seines 14. Fünfjahresplans über 500 Millionen Yen für das nationale Forschungs- und Entwicklungsprojekt „Hochleistungsfähige Verbundwerkstoffe auf Aluminiumoxidbasis“ bereitgestellt.
4. Umweltfreundliche Produktion und Nachhaltigkeit
Shandong LuYang Energy hat die Technologie der Gradientenverbrennung von Erdgas mit Abwärmenutzung eingeführt und dadurch den Energieverbrauch beim Keramikbrand von 3,2 Tonnen Standardkohle pro Tonne auf 1,8 Tonnen gesenkt. Dies reduziert die CO₂-Emissionen um 37 %. Die Produkte des Unternehmens erfüllen nun die Kriterien für die EU-Zertifizierung im Rahmen des Carbon Border Adjustment Mechanism (CBAM).
Die Aluminum Corporation of China (Chinalco) hat ein Projekt zur Regeneration von recyceltem Aluminiumoxid ins Leben gerufen und dabei eine Recyclingquote von 92 % für Keramikabfälle erreicht. Das regenerierte Aluminiumoxid (Reinheit 99,5 %) wird nun in feuerfesten Werkstoffen eingesetzt.
5. Internationale Zusammenarbeit und Überwindung von Barrieren
Das japanische Unternehmen Kyocera erwarb das US-amerikanische Unternehmen CeraSet für 120 Millionen US-Dollar und sicherte sich damit Patente für mikrowellendielektrische Keramiken (εr >100), um die Entwicklung der 5G-Infrastruktur zu beschleunigen.
2. Globale Standardführung
Der von China initiierte Standard ISO/TAS 25852-2023: High-Purity Alumina Ceramic Materials wurde im Juni 2023 veröffentlicht und schloss damit eine Lücke im globalen technischen Standard. Dies stärkte Chinas Verhandlungsposition bei internationalen Beschaffungen.
Mit neuen Anwendungen in Festkörperbatterien, Halbleitern der sechsten Generation und der zivilen Luft- und Raumfahrt wird die Keramikindustrie mit hohem Aluminiumoxidgehalt ihre Entwicklung hin zu hochwertigen, intelligenten und nachhaltigen Produkten fortsetzen. Bis 2030 wird der globale Markt voraussichtlich 80 Milliarden US-Dollar übersteigen, wobei China aufgrund seiner umfassenden industriellen Wertschöpfungskette und Innovationskraft potenziell 40 % des Marktanteils erreichen kann.
Hochtonerdekeramiken stellen nicht nur einen Durchbruch in der Materialwissenschaft dar, sondern sind auch ein Eckpfeiler der strategischen Zukunftsindustrien Chinas. Angetrieben durch technologischen Fortschritt und Marktnachfrage, wandeln sich chinesische Unternehmen im globalen Wettbewerb um hochwertige Keramikmaterialien von Nachzüglern zu Marktführern.
