陶瓷和玻璃通常根据最终用途分为两大类:先进/技术产品和传统产品。传统陶瓷和玻璃是自古以来就用于建筑、装饰、家具、食品饮料、交通运输和工业应用的产品,如表1所示。陶瓷包括耐火材料、结构性粘土制品、白瓷、陶器(即陶器)、磨料和水泥,而玻璃主要包括扁平的容器玻璃和压制和吹制的玻璃。

从市场角度来看,水泥是最大的类别,2018年全球约为3400亿美元,其次是结构性粘土产品,价值1350亿美元。这两类产品的主要应用领域都是建筑业。水泥产品除了混凝土和砂浆外,主要包括硅酸盐水泥。新水泥产品关注公司2还原和超高性能。结构性粘土产品包括许多类型的瓷砖(如地板、墙壁、装饰砖和屋顶)、建筑砖(即非耐火砖)和其他非常规形状,如排水、下水道、烟囱管道和衬里。

耐火材料是传统陶瓷的另一个相关类别,2018年的销售额估计为360亿美元。耐火材料被定义为用于高温应用(1000°F或以上)的材料。除了耐热外,它们还必须能够承受腐蚀、磨损、热冲击和机械冲击等恶劣条件。耐火材料用于窑炉、窑炉以及模具、坩埚、钢包和其他高温物品的砖和衬层。它们主要应用于冶金部门(包括黑色金属和有色金属),也应用于其他工业部门,如玻璃、陶瓷、水泥制造和发电。

传统玻璃也是一个大市场,2018年约为1050亿美元。传统玻璃包括用于建筑和运输的平板玻璃(如窗户、立面、门、挡风玻璃、安全玻璃、控制玻璃、智能玻璃);容器玻璃(如饮料和香水瓶);压制和吹制玻璃(即餐具玻璃);玻璃纤维(主要用作增强剂);以及其他家用和消费产品用玻璃(如家具用镜子和玻璃、灯具用玻璃、装饰玻璃和艺术玻璃、眼镜)。

相比之下,先进的陶瓷和玻璃包括用于非传统工业的产品。其中许多产品是在二战后推出的,以满足快速增长的工业部门的需求,如电子、光电子、能源和医疗保健。

近年来这个术语技术工程正在越来越多地被用来代替这个词先进的指定这些产品。事实上,这个词先进的通常指最近开发和创新制造的产品。例如,太阳能控制玻璃是一种平板玻璃,因此属于传统的陶瓷/玻璃类别,但它也被认为是一种先进的产品,因为它是通过在玻璃上应用非常薄的薄膜来修改其折射率和反射红外辐射。另一个传统的但是的例子先进的陶瓷是由包含光伏电池的瓦片来代表的。

从市场角度来看,技术陶瓷的三个最大类别是电陶瓷、结构陶瓷和极端环境陶瓷,以及医疗陶瓷。

电陶瓷是一种利用陶瓷的电性能的产品,典型的是它的绝缘性能和储存电能的能力(介电性能)。虽然陶瓷传统上被认为是绝缘体,但它们的组成也可以定制为具有半导体、导电、压电或磁性。

因此,陶瓷在电子和电气应用中有很多应用,可以作为电路元件(如电容器、电感器和电阻),也可以作为电路器件(如低温共烧陶瓷,即ltcc)。包含这些元件的电路板和模块随处可见。这些组件和设备也被用于制造用于国防和安全的智能系统和许多类型的传感器。

结构陶瓷和用于极端环境的陶瓷包括各种各样的项目,如摩擦产品(如陶瓷制动器),切削刀片,和其他耐磨和耐腐蚀产品。然而,最常用的是过滤介质(即过滤器和膜)、催化剂和催化剂载体(即支持催化剂的基质和介质)。催化剂用于石油精炼、化学处理和汽车排放控制,而过滤介质则用于分离过程(如水和废水过滤)。

医用陶瓷也越来越受欢迎。牙科陶瓷的应用已经有一段时间了,然而,近年来,随着数量的增加,用于髋关节、膝关节、关节、颅颌面和脊柱植入的陶瓷部件和涂层也得到了越来越多的应用整形手术这主要是由于全球老年人口的迅速增长,以及发展中国家越来越多的人可以使用这些手术。

表1。传统陶瓷和玻璃按产品类型分类

产品类型 主要产品 最终用途 例子
陶瓷
耐火材料 耐火砖、瓷砖、砌块、衬里、坩埚、喷口、钢包和纤维 工业应用
结构性粘土产品 瓷砖、砖、排水和下水管道、烟囱管道和衬里 建筑、装潢、装饰
白色器皿 高档餐具、炊具、瓷器、洁具、装饰物、瓷涂料 餐饮、建筑、装潢
陶器 餐具,炊具,花瓶,壶,小雕像,装饰物 食品和饮料,家具和装饰
磨料磨具 研磨粉、颗粒、珠子和砂轮 工业应用
水泥 硅酸盐水泥,灰浆,混凝土砖和砌块 建设
玻璃
传统的玻璃 平板玻璃、容器玻璃、压吹玻璃、照明灯具玻璃、镜子、装饰玻璃、玻璃纤维、眼镜 建筑、交通、装潢、餐饮

表2。先进/技术陶瓷和玻璃的分类按产品类型

产品类型 主要产品 最终用途 例子
陶瓷
医疗陶瓷 医用植入物,牙科植入物及修复体,正畸产品,生物医学涂层,植入电子设备部分,手术器械,药物输送装置,组织工程支架,泵 生命科学
陶瓷 电容器、电感器、固定和可变电阻、电路保护器件、压电器件、天线、电路器件衬底和薄膜、陶瓷封装、低温和高温共烧陶瓷、传感元件、永磁体、火花塞、电绝缘子、陶瓷弧管、密封绝缘封装 电子和电气应用,国防和安全,传感器和仪器仪表,能源
Optoceramics 透明导电涂层、光子集成电路衬底和薄膜、光学过滤器、固体激光器部件、固体照明器件部件、光学涂层、光学开关、闪烁体、非线性光学部件、军用系统部件 光学应用、光电子、国防与安全、传感器与仪器仪表
结构陶瓷和极端环境陶瓷 切削工具、轴承、泵密封件、阀门、喷嘴、摩擦产品、耐磨涂层、催化剂、催化剂载体、过滤介质、高、超高温部件、装甲、核反应堆零部件 机械应用、化学应用、环境应用、国防与安全、航天与空间探索、传感器与仪器仪表
用于能量传递、储存和转换的陶瓷 太阳能储存元件、热电发电机、超导装置、电池及燃料电池 能源
其他陶瓷 化妆品、抗菌剂、食品包装、润滑剂添加剂、油漆和油墨添加剂 消费产品,化工应用
玻璃
技术用玻璃 平板显示玻璃、太阳能和热电板玻璃、光波导、光学过滤器、精密透镜和镜子、燃料电池用玻璃密封剂、显微镜和其他仪器用光学元件、夜视系统、电子设备用钝化玻璃、医用植入物、牙科修复、组织工程支架、微流控芯片、药物载体、牙周制品、癌症治疗用玻璃微球、消炎药、药品包装容器 电子、光电子、生命科学、能源、国防与安全、航天与空间探索、传感器与仪器、消费产品

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