Маркетинговые исследования рынка нанопорошков

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Саратовский государственный университет имени Н.Г.Чернышевского»

 

 

Базовая кафедра инноватики

 

 

«Маркетинговые исследования рынка нанопорошков »

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

Студентки 1 курса 241 группы

Направления 222000 «Инноватика»

Факультета Нано- и Биомедицинских Технологий

 

 

 

 

 

Научный руководитель

 

___________________                                ____________ ______________

должность, ученая степень                                                        подпись, дата фамилия, инициалы

 

Заведующий кафедры

 

___________________                               ____________ ______________

должность, ученая степень                                                       подпись, дата фамилия, инициалы

 

 

 

 

 

 

 

 

Саратов 2014 г.

 

 

 

Содержание:

Введение

1. Нанопорошки: определение, свойства, типы……………………………4
2. Мировой рынок нанопорошков…………………………………………10

2.1. Обзор мирового рынка нанотехнологий

2.2. Состояние и тенденции  развития мирового рынка нанопорошков…………………………………………………………….11

2.3. Ценовой анализ……………………………………………………….12

      3. Российский рынок  нанопорошков……………………………………..12

          3.1. Обзор  Российского рынка нанотехнологий………………………15

           3.2. Обзор Российского рынка нанопорошков……………………….16

           3.3. Участники рынка…………………………………………………….18

           3.4. Отрасли-потребители в России……………………………………23

      4.Заключение…………………………………………………………………30

Список используемых источников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Какие нанотехнологии  могут  уже сейчас войти в нашу жизнь, чего нам ждать от их внедрения? Этому вопросу посвящены научные исследования, работа целых отделов инновационного менеджмента, обзоры и статьи в известных журналах.

Возможность коммерциализации наноразработок зависит от множества факторов: возможности интегрирования новых устройств в конечные продукты с сохранением и воспроизведением свойств, масштабирования производства изделий до промышленного уровня, стоимости готового товара и рыночных факторов, развития смежных технологий и, наконец, то приемлемости данных нанотехнологий для потребителя.

Одна из быстро развивающихся областей нанотехнологий в мире, удовлетворяющая этим условиям — производство нанопорошков. За счет сверхмалых размеров частиц они обладают новыми свойствами, которые можно использовать различными способами. Например, можно модернизировать наночастицами композиционные материалы, краски и другие покрытия. Особенное место заняли нанопорошки в медицине и косметике. Уже сейчас производство солнцезащитных кремов с использованием ультрадисперсных порошковых добавок — хорошо сформированный бизнес.

Исходя из выше перечисленного, задачи моей работы заключается в следующем:

- Предоставление  общих сведений  о нанопорошках: их свойства, типы, области применения, технологии получения;

- Анализ мирового рынка нанопорошков;

- Анализ российского рынка нанопорошков.

Нанопорошки

Нанопорошок (nanopowder, ультрадисперные порошки, УДП) представляет массу из сухих наночастиц (nanoparticle), т.е. твердых объектов с внешними размерами во всех трех измерениях в нанодиапазоне, приблизительно от 1 нм до 100.

 Различают следующие основные  виды наночастиц:

      • металлические  наночастицы – наночастицы из металлов (сплавов), в частности, титана, железа, меди, алюминия, золота, серебра  для катализа, медицины и других применений;

      • наночастицы  оксидов – наночастицы из оксидов  алюминия, титана, железа, цинка, циркония  и др. используемых, например, для формирования объемных оксидных керамик и покрытий, в полировочных составах, в косметических составах и другой продукции; в других классификациях иногда группу наночасти оксидов разбивают на оксиды и сложные оксиды (присутствие двух и более металлов в сплаве);

     • наночастицы  бескислородных керамик2 – наночастицы  на основе карбидов, нитридов, силицидов  и других соединений используемых, например, для формирования объемных  бескислородных керамик и покрытий, в полировочных составах, в антифрикционных  составах и другой продукции.

В отличие от других видов наноматериалов (нанотрубок, фуллеренов, нанопор и др.) нанопорошки производятся из многих видов сырья. При этом нанопорошки могут обладать как схожими с исходным сырьем характеристиками, так и особыми свойствами, определяемыми их размером и строением.

 В таблице представлены сведения  о наиболее распространенных  в мировом масштабе  нанопорошках  металлов и оксидов.

Соединение	Формула	Области применения нанопорошка	Распространенность
Диоксид Кремния	SiO2	Электроник Оптика Обрабатывающая промышленность В качестве пластического наполнителя,покрытия, грунтовки для строительных материалов, как водоотталкивающая средство	Широкая распространенность
Кремнезем	Al2O3	Производство косметики Производство пластмасса Производство стекла, зеркал Утилизация боеголовок  химических ракет и др.	Широкая распространенность
Оксид железа	Fe2O3	Производство стекла и керамики Очистка воды Катализатор в химических реакциях Производство магнитов и запоминающих устройств	Широкая распространенность
Оксид циркония	ZrO2	Производство керамики Производство водородных топливных  элементов	Средняя распространенность
Оксид неодимия	Nd2O3	Электроника Оптика Производство стекла	Средняя распространенность
Оксид европия	Eu2O3	Электроника Оптика Производство стержней ядерных  реакторов	Слабая распространенность
Оксид диспрозия	Dy2O3	Производство галогенных и галогенидных ламп	Слабая распространенность

 

В форме нанопорошков на сегодняшний день выпускаются практически все виды твердых металлических элементов. Затраты на производство однородных порошков металлов с высокой степенью чистоты значительно выше, чем на производство оксидов металлов.

Металл	Формула			Области применения нанопорошка		распространенность
Никель	Ni			Производство водородных топливных элементов Медицина Производство покрытий,  полимеров, текстиля		широкая
Медь	Cu			Антимикробные, фунгицидные составы Биологичекие науки		широкая
Кобальт	Co			Производство стекла и керамики Оптика Медицина		Средняя
Вольфрам	W			Производство покрытий, полимеров		Средняя
Серебро	Ag			Антибактериальные свойства в косметологии, фармацевтике,  текстильной отрасли Покрытия Воздушные фильтры		Слабая
Платина		Pt	Автомобилестроение Нефтегазовая отрасль Производство стекловолокна		слабая

 

 

Нанопорошки могут быть получены химическими, физическими и механическими методами:

Химические методы – состоят из нескольких последовательных стадий:

• осаждение – производится из растворов солей с помощью осадителей (растворы щелочей натрия и калия). Регулирование рН и температуры раствора позволяет получать высокие скорости кристаллизации и обеспечивать образование высокодисперсного гидроксида.

Гель-метод применяется для получения порошков различных металлов и заключается в осаждении из водных растворов гелей нерастворимых металлических соединений.

• термическое разложение и восстановление – следующая операция после осаждения и сушки

ультрадисперсных оксидов или гидроксидов.

В зависимости от требований к продукту, используют газообразные (водород, оксид углерода) или твердые восстановители.

Метод позволяет получать порошки сферической, игольчатой, чешуйчатой или неправильной формы.

Нанопорошки Fe, W, Ni, Co, Сu и других металлов получаются, например, восстановлением их оксидов водородом. В качестве твердых восстановителей используются углерод, металлы или  их гидриды.

 • пиролиз;

 • гидролиз;

 • электроосаждение.

Физические методы – основаны на испарении металлов, сплавов или оксидов с последующей их конденсацией при контролируемых температуре и атмосфере.

Фазовые переходы пар - жидкость-твердое тело или пар-твердое тело происходят в объеме реактора или на охлаждаемой подложке(стенках).

 

Исходное вещество испаряется посредством интенсивного нагрева и с помощью газа-носителя подается в реакционное пространство, где подвергается быстрому охлаждению. Нагрев осуществляется с помощью плазмы, лазерного излучения, электрической дуги, печей сопротивления, индукционными токами и т.д.

В зависимости от вида исходных материалов и получаемого продукта испарение и конденсация проводятся в вакууме, в потоке инертного газа или плазмы. Размер и форма частиц зависят от температуры процесса, состава атмосферы и давления в реакционном пространстве. Например, в атмосфере гелия частицы имеют меньший размер, чем в атмосфере более плотного газа - аргона.Метод позволяет получать порошки Ni, Mo, Fe, Ti, Al с размером частиц в десятки нанометров. Известен способ получения наноматериалов путем электрического взрыва проводников. Проволоки металла диаметром 0.1-1.0 мм помещают в реактор между электродами, на которые подается мощный импульс тока 104-106 А/кв.мм. Происходит мгновенный разогрев и испарение проволок. Пары металла разлетаются, охлаждаются и конденсируются. В результате получается нанопорошок. Процесс проводится в атмосфере гелия или аргона. Таким способом получают металлические (Ti, Co, W, Fe, Mo) и оксидные (TiO2, Al2O3, ZrO2) нанопорошки с частицами до 100 нм.

Механические методы – измельчение материалов в мельницах (шаровых, планетарных, центробежных, вибрационных), гироскопических и прочих устройствах.

 Механическое измельчение  обычно применяется для производства  нанопорошков металлов, керамики, полимеров, оксидов, других

хрупких материалов. Степень возможно измельчения зависит как от природы материалов, так и от используемого оборудования.