超级陶瓷材料
2016-12-28
我国特种陶瓷的研究和生产在过去20年中得到很大发展，但在实际应用、生产水平和工业化程度上仍然与发达国家相差甚远。在景德镇高技术陶瓷国际博览会上，专家预计，到2010年和2015年，我国特种陶瓷产值将分别达到300亿元和450亿元，市场需求巨大。
我国特陶资源十分丰富，科研力量较强。截至2002年，我国从事特种陶瓷开发研制的高校、科研院所和生产企业已超过300家，其中研发生产功能陶瓷的单位占63.6%，研发生产结构陶瓷的单位占36.4%。中国科学院、上海硅酸盐研究所、清华大学等对我国特种材料研究起到了重要的推动作用。
特种陶瓷广泛应用于工业机械设备、燃气具行业、汽车(摩托车)行业、纺织工业、机电行业、医疗器械等领域。随着经济的发展，高科技陶瓷的应用范围也不断扩大。中国硅酸盐学会晶体材料委员会副秘书长李云飞说：“我国各行业对新型材料的需求促进了特陶行业的发展，市场需求的加大又再次促进了特陶行业的发展。”据了解，特陶可以“上天入地”，“上天”指特种陶瓷应用于航天科技行业，“入地”指特种陶瓷可以应用于汽车等行业。目前，特种陶瓷涵盖了可用于电子行业的纳米陶瓷、用于航天器的烧蚀材料、用于气体泄漏检测的气敏陶瓷、与肌体相容的生物陶瓷、用于光学材料的透明陶瓷等。李云飞介绍，汽配产业已成为特种陶瓷的重要应用领域，控制尾气的催化转换器就是由特种陶瓷制成的，单更换催化转换器的市场就达到1100万台/年，利润达到55亿元/年。
首先，特陶材料特别是结构陶瓷技术性问题较大、成本高、可靠性低、重复性强，导致应用面相对较窄；技术成果的产业化有待加强，规模化生产技术和工艺装备相对落后，急需改造；技术开发资金投入仍显不足。
其次，来自发达国家的竞争和国际贸易摩擦也是制约我国特陶业发展的因素。目前我国特陶产业面临的挑战主要来自发达国家特陶企业的市场竞争。美国和日本在特陶生产方面发展十分迅速。日本是世界特种陶瓷最大的生产国，在世界特种陶瓷市场特别是电子陶瓷市场中占据主导地位。1995年日本占世界特种陶瓷市场的60%，2000年有所下降，但仍占50%。美国是世界特种陶瓷第二生产大国，美国高技术陶瓷的年均投入达到12亿美元，在基础研究和工艺技术上处于世界领先水平。西欧高技术陶瓷发展也比较快，目前欧洲研发的新型陶瓷刹车盘已用于超级跑车及奥迪A8的车身。
中国科学院上海硅酸盐研究所、功能陶瓷工程研究中心主任董显林提出，在发展先进陶瓷的研发时要做到：发挥优势，重点突出。先进陶瓷材料无论是材料种类还是应用范围，覆盖面都很广，我们不可能面面俱到，必须坚持“有所为，有所不为”的原则。在现有优势的基础上，集中力量，将国际研究前沿和国家重大需求有效地结合起来，谋求长远发展。同时，建立完善的研究开发体系，发挥团队作用。先进陶瓷往往具有明确的应用前景和目标产品，因此，应建立起完整的研发体系，确保研究、开发和应用的连续性。
目前，国外特种陶瓷按原料组成可分为：氧化铁陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化钛陶瓷、氧化硅陶瓷、碳化硅陶瓷和金属陶瓷等。特种陶瓷的应用范围从电容器、滤波器、点火器、保温材料、医疗器械和通讯元件等方向扩展到航天、卫星及半导体芯片等高新技术领域。据预测，世界特种陶瓷自2000年正以15%~20%的速度增长，到2010年销售额可望达到1500亿美元左右。
近年来，中国科学院进行了纳米新陶瓷研制，发现纳米金属的奇异性能——超塑延展性，纳米铜在室温下可延伸50倍而不断。同时，国家纳米材料、纳米碳酸钙、硅基纳米陶瓷粉及制品，列入国家组织实施的高技术产业化专项公告之内。我国已成功地采用多种方法制成陶瓷颗粒材料，其中有氧化锆、氧化钛、氧化铝、氧化硅、碳化硅、氮化硅等。科学工作者为扩大纳米颗粒材料在陶瓷改性中的应用，提出运用纳米添加技术，促使常规陶瓷的综合性能大为改善之设想，这预示着特种陶瓷开发进入新的“世界”，世界特种陶瓷产业将实现新的飞跃。
我国特陶资源十分丰富，科研力量较强。截至2002年，我国从事特种陶瓷开发研制的高校、科研院所和生产企业已超过300家，其中研发生产功能陶瓷的单位占63.6%，研发生产结构陶瓷的单位占36.4%。中国科学院、上海硅酸盐研究所、清华大学等对我国特种材料研究起到了重要的推动作用。
特种陶瓷广泛应用于工业机械设备、燃气具行业、汽车(摩托车)行业、纺织工业、机电行业、医疗器械等领域。随着经济的发展，高科技陶瓷的应用范围也不断扩大。中国硅酸盐学会晶体材料委员会副秘书长李云飞说：“我国各行业对新型材料的需求促进了特陶行业的发展，市场需求的加大又再次促进了特陶行业的发展。”据了解，特陶可以“上天入地”，“上天”指特种陶瓷应用于航天科技行业，“入地”指特种陶瓷可以应用于汽车等行业。目前，特种陶瓷涵盖了可用于电子行业的纳米陶瓷、用于航天器的烧蚀材料、用于气体泄漏检测的气敏陶瓷、与肌体相容的生物陶瓷、用于光学材料的透明陶瓷等。李云飞介绍，汽配产业已成为特种陶瓷的重要应用领域，控制尾气的催化转换器就是由特种陶瓷制成的，单更换催化转换器的市场就达到1100万台/年，利润达到55亿元/年。
首先，特陶材料特别是结构陶瓷技术性问题较大、成本高、可靠性低、重复性强，导致应用面相对较窄；技术成果的产业化有待加强，规模化生产技术和工艺装备相对落后，急需改造；技术开发资金投入仍显不足。
其次，来自发达国家的竞争和国际贸易摩擦也是制约我国特陶业发展的因素。目前我国特陶产业面临的挑战主要来自发达国家特陶企业的市场竞争。美国和日本在特陶生产方面发展十分迅速。日本是世界特种陶瓷最大的生产国，在世界特种陶瓷市场特别是电子陶瓷市场中占据主导地位。1995年日本占世界特种陶瓷市场的60%，2000年有所下降，但仍占50%。美国是世界特种陶瓷第二生产大国，美国高技术陶瓷的年均投入达到12亿美元，在基础研究和工艺技术上处于世界领先水平。西欧高技术陶瓷发展也比较快，目前欧洲研发的新型陶瓷刹车盘已用于超级跑车及奥迪A8的车身。
中国科学院上海硅酸盐研究所、功能陶瓷工程研究中心主任董显林提出，在发展先进陶瓷的研发时要做到：发挥优势，重点突出。先进陶瓷材料无论是材料种类还是应用范围，覆盖面都很广，我们不可能面面俱到，必须坚持“有所为，有所不为”的原则。在现有优势的基础上，集中力量，将国际研究前沿和国家重大需求有效地结合起来，谋求长远发展。同时，建立完善的研究开发体系，发挥团队作用。先进陶瓷往往具有明确的应用前景和目标产品，因此，应建立起完整的研发体系，确保研究、开发和应用的连续性。
目前，国外特种陶瓷按原料组成可分为：氧化铁陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化钛陶瓷、氧化硅陶瓷、碳化硅陶瓷和金属陶瓷等。特种陶瓷的应用范围从电容器、滤波器、点火器、保温材料、医疗器械和通讯元件等方向扩展到航天、卫星及半导体芯片等高新技术领域。据预测，世界特种陶瓷自2000年正以15%~20%的速度增长，到2010年销售额可望达到1500亿美元左右。
近年来，中国科学院进行了纳米新陶瓷研制，发现纳米金属的奇异性能——超塑延展性，纳米铜在室温下可延伸50倍而不断。同时，国家纳米材料、纳米碳酸钙、硅基纳米陶瓷粉及制品，列入国家组织实施的高技术产业化专项公告之内。我国已成功地采用多种方法制成陶瓷颗粒材料，其中有氧化锆、氧化钛、氧化铝、氧化硅、碳化硅、氮化硅等。科学工作者为扩大纳米颗粒材料在陶瓷改性中的应用，提出运用纳米添加技术，促使常规陶瓷的综合性能大为改善之设想，这预示着特种陶瓷开发进入新的“世界”，世界特种陶瓷产业将实现新的飞跃。
