Negli ultimi anni, l'altaceramiche di allumina(contenuto di Al₂O₃ ≥99%) si sono affermati come materiali di base in settori di fascia alta come le nuove energie, l'aerospaziale e i semiconduttori elettronici, grazie alla loro superiore resistenza al calore, all'usura, all'isolamento elettrico e alla stabilità chimica. Grazie all'ammodernamento industriale globale e alle normative ambientali più severe, il settore sta vivendo una rapida crescita. Di seguito, riassumiamo le ultime tendenze in quattro dimensioni: innovazione tecnologica, domanda di mercato, supporto politico e cooperazione internazionale.
1. L'innovazione tecnologica accelera l'aggiornamento industriale
Nel 2023, lo Shanghai Institute of Ceramics, dell'Accademia Cinese delle Scienze, ha sviluppato un processo di stampa 3D ad alta precisione in ceramica di allumina. Ottimizzando i parametri di sinterizzazione laser, l'efficienza nella formazione di strutture complesse è aumentata del 40%, con una riduzione dei costi del 30%. Questa tecnologia è stata applicata ai rivestimenti degli ugelli dei motori aerospaziali e agli impianti ossei medicali.
Caso di studio: Hunan Hualian Ceramics, in collaborazione con la tedesca EOS, ha sviluppato basi per protesi dentarie in ceramica di allumina personalizzate con precisione micrometrica.
Università e aziende hanno sviluppato congiuntamente nanoceramiche composite a base di allumina e carburo di silicio (SiC), ottenendo una resistenza alla flessione superiore a 1.500 MPa, il doppio di quella dei materiali tradizionali. Queste ceramiche vengono utilizzate nei filtri delle stazioni base 5G e negli utensili per il taglio di wafer semiconduttori.
Dati: Secondo la rivista Advanced Ceramics, il mercato globale dell'allumina nanocomposita ha raggiunto i 2,8 miliardi di dollari nel 2023, con un tasso di crescita annuo superiore al 15%.
2. Le nuove energie e l'elettronica guidano l'espansione del mercato
Con le vendite di veicoli elettrici in Cina che hanno raggiunto i 3,86 milioni di unità nel 2023, la domanda di separatori rivestiti in allumina ad alta purezza è aumentata vertiginosamente. Aziende come Tianshi Materials e Xinchuang hanno introdotto separatori compositi con rivestimento ceramico in allumina e poliolefine, riducendo del 40% i rischi di fuga termica delle batterie.
Previsioni: si prevede che il mercato globale dell'allumina nei separatori per batterie al litio supererà i 12 miliardi di dollari entro il 2025.
2. Localizzazione delle apparecchiature a semiconduttore
A fronte delle restrizioni statunitensi all'esportazione di apparecchiature per semiconduttori, aziende cinesi come Mindray e NAURA hanno accelerato la ricerca e sviluppo su strumenti per l'incisione di substrati ceramici di allumina, rompendo il predominio giapponese di Shin-Etsu. Le apparecchiature nazionali sono ora prodotte in via sperimentale per la produzione di chip a 28 nm.
3. La collaborazione politica e industriale rafforza l’ecosistema
Le linee guida del MIIT per lo sviluppo dell'industria dei nuovi materiali elencano il carbonio di allumina ad alta purezza come una priorità chiave del 14° piano quinquennale, idoneo a un rimborso dell'imposta sul valore aggiunto del 13%.
Il Ministero della Scienza e della Tecnologia ha stanziato oltre 500 milioni di yen per il progetto nazionale di ricerca e sviluppo sui materiali compositi a base di allumina ad alte prestazioni nell'ambito del suo 14° piano quinquennale.
4. Produzione ecologica e sostenibilità
Shandong LuYang Energy ha adottato la tecnologia di combustione a gradiente di gas naturale + recupero del calore di scarto, riducendo il consumo energetico della cottura della ceramica da 3,2 tonnellate di carbone standard/tonnellata a 1,8 tonnellate, con una riduzione delle emissioni di carbonio del 37%. I suoi prodotti sono ora idonei per la certificazione del Meccanismo di adeguamento del carbonio alle frontiere dell'UE (CBAM).
Aluminum Corporation of China (Chinalco) ha lanciato un progetto di rigenerazione di ceramiche di allumina riciclata, raggiungendo un tasso di riciclo del 92% per gli scarti ceramici. L'allumina rigenerata (purezza del 99,5%) viene ora utilizzata nei materiali refrattari.
5. Cooperazione internazionale e superamento delle barriere
La giapponese Kyocera ha acquisito la statunitense CeraSet per 120 milioni di dollari, assicurandosi brevetti per ceramiche dielettriche a microonde (εr >100) per accelerare lo sviluppo dell'infrastruttura 5G.
2. Leadership standard globale
La norma ISO/TAS 25852-2023: Materiali ceramici in allumina ad alta purezza, pubblicata a giugno 2023 e guidata dalla Cina, colma una lacuna negli standard tecnici globali e rafforza il potere contrattuale della Cina negli appalti internazionali.
Con le applicazioni emergenti nelle batterie allo stato solido, nei semiconduttori di sesta generazione e nell'industria aerospaziale commerciale, l'industria della ceramica ad alto tenore di allumina continuerà a progredire verso uno sviluppo di fascia alta, intelligente e sostenibile. Entro il 2030, si prevede che il mercato globale supererà gli 80 miliardi di dollari, con la Cina che potenzialmente si aggiudicherà il 40% della quota di mercato, grazie all'intera filiera industriale e alle sue capacità di innovazione.
Le ceramiche ad alto contenuto di allumina non rappresentano solo una svolta nella scienza dei materiali, ma anche un pilastro delle industrie emergenti strategiche della Cina. Spinte dal progresso tecnologico e dalla domanda del mercato, le imprese cinesi stanno passando dall'essere semplici seguaci a leader nella competizione globale dei materiali ceramici di alta gamma.
