$国瓷材料(SZ300285)$ 铁电材料
【新型 铁电材料 可变身机器人“肌肉”】
美国科学家领导的一个国际研究小组表示，他们研制出的一种新型铁电聚合物，能高效地将电能转化为机械应变。
美国科学家领导的一个国际研究小组表示，他们研制出的一种新型铁电聚合物，能高效地将电能转化为机械应变，有望成为一种高性能的运动控制器(致动器)，在医疗设备、先进机器人和精密定位系统中大显身手，例如作为机器人的“肌肉”等。相关研究论文发表于最近的《自然·材料》杂志。
铁电材料是一类在施加外部电荷时表现出自发电极化的材料。在相变过程中，这些材料中的机械应变可以使其形状等特征发生变化，因此这种材料可用作致动器。致动器指在外力(如电能)作用下能变形的材料。
一般而言，这些致动器很坚硬，但铁电聚合物等软致动器具有更高的灵活性和环境适应性。聚合物是一类由许多相似单元结合在一起形成的材料，DNA和尼龙都是聚合物，铁电聚合物的机械应变比陶瓷等其他铁电材料高得多。此外，铁电聚合物还更柔韧、成本更低、质量更轻，因此在软机器人和柔性电子产品等领域更有前景。
研究团队指出，目前软材料致动领域面临两大挑战：提高软材料的受力以及降低驱动场。为此，他们开发出了一种渗透性铁电聚合物纳米复合物PVDF/TiO_2，这是一种附着在聚合物上的微型贴膜。通过将纳米颗粒掺入聚合物聚偏二氟乙烯内，研究人员在聚合物内创造了一个相互连接的极网络，使铁电聚合物的相变能在比通常所需低得多(10%)的电场下被诱导，因此可用于医疗设备、光学设备和软机器人等需要低驱动场的领域。
研究人员指出，最新研究让人们为软机器人开发“人工肌肉”成为可能，这种新材料更接近人类肌肉，除能承受大的应变外，还能承受高负荷。
铁电陶瓷指具有铁电性的陶瓷材料，为电子陶瓷细分产品。按照驱动功能机制不同，铁电陶瓷可分为反铁电陶瓷、层状铁电陶瓷以及弛豫型铁电陶瓷三类。按照用途不同，电子陶瓷可分为铁电陶瓷、绝缘装置陶瓷、离子陶瓷、半导体陶瓷以及电容器陶瓷等。
铁电陶瓷分类
资料来源：共研产业咨询（共研网）
铁电陶瓷主要生产方法为固相反应法，指以二氧化钛（TiO2）、碳酸锶（SrCO3）、碳酸钡（BaCO3）或碳酸铅（PbCO3）为主要原材料，先进行烘干操作，再经过混料、预烧、精磨、压片、烧结、镀银等流程，最终制得成品。铁电陶瓷具有贮存性能稳定、储能密度高、放电速度快等特点，在电子电气、航空航天，新能源、军工等高新技术领域应用广泛。
铁电陶瓷产业链
资料来源：共研产业咨询（共研网）
在国家政策支持下，我国电子陶瓷行业景气度不断提高，受益于电子陶瓷行业快速发展，近年来我国铁电陶瓷市场规模不断扩大，2021年我国铁电陶瓷市场规模达146.6亿元，同比增长14.7%，预计2027年我国铁电陶瓷市场规模有望突破300亿元。
2020-2027年中国铁电陶瓷市场规模统计及预测
资料来源：共研产业咨询（共研网）
在技术创新推动下，我国铁电陶瓷行业集中度有所提高，目前，我国铁电陶瓷主要生产企业主要有山东国瓷功能材料股份有限公司、河北中瓷电子科技股份有限公司、福建火炬电子科技股份有限公司等。
我国主要铁电陶瓷主要生产企业介绍
资料来源：企业官网、共研产业咨询（共研网）
从营收情况来看，2021年国瓷材料、中瓷电子和火炬电子营业收入均保持增长趋势，2021年国瓷材料、中瓷电子和火炬电子营业总收入分别达31.62亿元、10.14亿元和47.34亿元，2022年1-9月国瓷材料、中瓷电子和火炬电子营业总收入分别完成24.43亿元、9.99亿元和28.36亿元。
2014-2022年中国主要铁电陶瓷主要生产企业营业总收入统计
资料来源：企业年报、共研产业咨询（共研网）