Рынок металлических нанопорошков в России и мире
Андрей Юшков MegaResearch
Несмотря на значительное количество НИОКР в этой отрасли, а также определенный интерес к этой теме со стороны общественности, пока приходится констатировать, что до применения нанопорошков в промышленных масштабах ситуация еще не дошла.
Под нанопорошками металлов понимаются 4 группы материалов:
- оксиды металлов,
- сложные оксиды (состоящих из двух и более металлов),
- порошки чистых металлов
- смеси.
Согласно мирового опыта, нанопорошки оксидов металлов составляют не менее 80% всей производимых нанопорошков. Порошки чистых металлов составляют значительную и все возрастающую долю всего объема производства. Сложные оксиды и смеси имеются в ограниченном количестве. Однако ожидается, что их использование возрастет в долгосрочной перспективе.
Структура выпускаемых нанопорошков по типу в мире.
Порошки чистых металлов с технологической точки зрения отличаются от оксидов прежде всего тем, что их производство значительно сложнее последних, так как однородный порошок металла должен соответствовать строгим критериям по чистоте продукта, что влияет на себестоимость производства изделий.
Порошки чистых металлов имеют различные области применения, ниже мы приведем базовые отрасли для каждого типа порошка.
Области применения нанопорошков основных металлов
| Металл | Области применения нанопорошка |
|---|---|
| Никель | • Производство водородных топливных элементов (катализатор) • Производство покрытий, полимеров, текстиля. • Электроника. • Оптика. • Медицина. • Более дешевый заместитель платины. |
| Медь | • Антимикробные, фунгицидные составы. Биологические науки. • Электроника. • Оптика. |
| Железо | • Очистка воды • Производство магнитов и запоминающих устройств. • Производство покрытий, полимеров. • Оптика. • Порошковая металлургия. • Аддитивные технологии. |
| Алюминий | • Антимикробные, фунгицидные составы. • Катализаторы большой площади. • Более дешевый заменитель титана. • Аддитивные технологии. |
| Титан | • Антимикробные, фунгицидные составы. • Добавка для стабильности к УФ-лучам. • Производство прочных покрытий. • Аддитивные технологии, порошковая металлургия. |
| Цинк | • Антимикробные, фунгицидные составы. • Производство полимеров. • Текстильное производство. • Производство водородных топливных элементов. • Производство солнечных батарей. |
| Вольфрам | • Производство покрытий и полимеров. • Аддитивные технологии. |
| Молибден | • Катализатор (в том числе для производства нанотрубок). • Производство покрытий, полимеров. • Ингибитор и лубрикант. |
| Серебро | • Антибактериальные свойства в косметологии, фармацевтике, текстильной промышленности. • Специальные покрытия. • Катализаторы. • Аддитивные технологии (ювелирное дело). |
| Золото | • Электроника. • Медицина (маркер ДНК). • Катализатор. • Аддитивные технологии (ювелирное дело). |
| Платина | • Электроника • Производство водородных топливных элементов. • Медицина. • Аддитивные технологии (ювелирное дело). |
Примерные мировые объемы производства порошков чистых металлов (в натуральном и стоимостном выражении) представлены в следующей таблице и диаграмме.
Мировые объемы производства порошков чистых металлов
| Металл | Годовой объем производства в МТ | Годовой объем производства в млн. USD |
|---|---|---|
| Железо | 1250 | 320 |
| Кобальт | 750 | 300 |
| Никель | 1500 | 440 |
| Медь | 1500 | 380 |
| Цинк | 750 | 220 |
| Алюминий | 1300 | 320 |
| Титан | 1300 | 450 |
| Вольфрам | 500 | 180 |
| Молибден | 500 | 150 |
При этом размеры наночастиц порошка чистых металлов варьируются в широком диапазон от 15 до 200 нм.
В России известно несколько компаний, которые на коммерческой основе пытаются производить разнообразные металлические нанопорошки. Как правило, все эти компании были учреждены группами известных ученых в этой области, работающих над проблематикой создания нанопорошков в ведущих академических институтах страны. Объемы производства и поставок минимальны. Потребителями этих нанопорошков отечественного производства являются научно-исследовательские центры, занятые данной проблематикой, и некоторые предприятия отечественного оборонно-промышленного комплекса, хотя на будущее рядом экспертов предвидится определенный прорыв в этой отрасли.
Если суммировать причины, по которым нанопорошки металлов пока не нашли своего промышленного применения в отечественной промышленности, то можно выделить следующее:
- В России практически полностью отсутствует спрос на металлические нанопорошки и изделия из них.
- Практически все известные в России установки относятся к разряду опытных и/или научно-исследовательских. Их загруженность заказами – невысокая, так как сам рынок нанопорошков измеряется в России не тоннами, а килограммами.
- Экспертные опросы представителей промышленных предприятий показали, что в настоящее время этот рынок тормозится отсутствием информации по имеющимся НИОКР (а они есть!), отсутствием технических регламентов, сертификации продукции, а также определенной косностью руководителей промышленных предприятий.
- Внедрение нанопорошковых технологий осложняется также и тем, что в ряде отраслей, где это могло быть потенциально интересно, НИОКР проводятся в недостаточной мере (например, производство катализаторов, биология или разработка новых покрытий).
