先進(jìn)陶瓷材料的看點(diǎn)有哪些？

智能手機(jī)、液晶電視、電腦、汽車這些產(chǎn)品中都應(yīng)用了眾多尖端的先進(jìn)技術(shù)，而先進(jìn)陶瓷在其中同樣不可或缺。例如，一部智能手機(jī)中使用的微型電子元器件——陶瓷電容器，就有數(shù)百上千個(gè)之多。

先進(jìn)陶瓷又稱新型陶瓷、特種陶瓷、精細(xì)陶瓷、高技術(shù)陶瓷等，它是指采用高純度、超細(xì)人工合成或精選的無(wú)機(jī)化合物為原料，具有精確的化學(xué)組成、精密的制造加工技術(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并具有優(yōu)異的力學(xué)、聲、光、熱、電、生物等特性的陶瓷，在航空航天、電子信息、生物醫(yī)藥、高端裝備制造等高端科技領(lǐng)域隨處可見(jiàn)。

先進(jìn)陶瓷材料的看點(diǎn)有哪些？

先進(jìn)陶瓷分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷兩大類。結(jié)構(gòu)陶瓷是指能作為工程結(jié)構(gòu)材料使用的陶瓷，具有高強(qiáng)度、高硬度、高彈性模量、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震等特性。功能陶瓷是具有電、磁、光、熱、化學(xué)、生物等特性，且具有相互轉(zhuǎn)換功能的一類陶瓷。功能陶瓷在先進(jìn)陶瓷中約占70%的市場(chǎng)份額，其余為結(jié)構(gòu)陶瓷。

①信息化時(shí)代對(duì)電子陶瓷需求不斷攀升

陶瓷材料具有的極為寬廣的電氣特性，從絕緣體，到半導(dǎo)體，導(dǎo)體、甚至超導(dǎo)體的性能，陶瓷材料如此的“天賦異稟”，電子工業(yè)被大量應(yīng)用?，F(xiàn)在是信息技術(shù)的時(shí)代未來(lái)更加是信息技術(shù)的時(shí)代，電子工業(yè)前景必須是得被看好的。信息化、電子消費(fèi)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)電子陶瓷的需求巨大，全球市場(chǎng)容量超400億美元。

電子陶瓷是先進(jìn)陶瓷中最成熟的技術(shù)產(chǎn)品，占先進(jìn)陶瓷市場(chǎng)份額的65%。主要用于芯片、電容、集成電路封裝、傳感器、絕緣體、鐵磁體、壓電陶瓷、半導(dǎo)體、超導(dǎo)等。主要材料有鈦酸鋇、氧化鋅、鈦鋯酸鉛、鈮酸鋰、氮化鋁、二氧化鋯和氧化鋁等。

②生物醫(yī)用陶瓷和其他技術(shù)交融成為創(chuàng)新熱點(diǎn)

生物陶瓷是指用作特定的生物或生理功能的一類陶瓷材料，即直接作用于人體或者與人體相關(guān)的生物、醫(yī)用、生物化學(xué)等的陶瓷材料。需具有良好的生物相容性和穩(wěn)定的物化性質(zhì)等，目前被廣泛應(yīng)用于骨科、牙科、整形外科、口腔外科、心血管外科、眼科、耳喉鼻科及普通外科等各個(gè)方面。

生物醫(yī)用材料是高技術(shù)材料市場(chǎng)中附加值極高的材料，目前已成為各國(guó)科學(xué)家競(jìng)相研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，而國(guó)內(nèi)生物醫(yī)學(xué)材料和制品70%-80%依賴進(jìn)口，并基本屬于仿制，我國(guó)的生物醫(yī)用材料在全球的市場(chǎng)份額僅占2%，產(chǎn)品技術(shù)水平大多處于初級(jí)階段。

骨修復(fù)材料和口腔材料是生物醫(yī)用陶瓷的重要應(yīng)用。在美國(guó)每年有60萬(wàn)人需要骨修復(fù)材料，市場(chǎng)規(guī)模每年超過(guò)100億美金，中國(guó)每年關(guān)節(jié)置換約為20萬(wàn)人，未來(lái)10年關(guān)節(jié)置換率將以每年20%速度遞增。伴隨社會(huì)人口的老齡化，對(duì)生物陶瓷材料需求將會(huì)大幅增加。

未來(lái)生物醫(yī)用陶瓷與微電子器械、生物3D打印技術(shù)的創(chuàng)新融合將成為健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新熱點(diǎn)。

③納米陶瓷是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的必然趨勢(shì)

近年來(lái)納米陶瓷倍受人們關(guān)注。當(dāng)所選用的原料以及成材后晶粒達(dá)到納米量級(jí)時(shí)，將為陶瓷材料的制備科學(xué)、陶瓷學(xué)、陶瓷工藝以及最終的材料性能帶來(lái)突變，從而開(kāi)辟陶瓷材料更廣泛的用途。

目前納米陶瓷制備方法有三大類：物理制備法、氣相法、濕化學(xué)法。制備的納米陶瓷粉體有：Al2O3、ZrO2、SiO2、Si2N、SiC、BaTiO3、TiO2等。納米陶瓷的研制，帶動(dòng)了一些新的快速燒結(jié)設(shè)備的開(kāi)發(fā)，如真空燒結(jié)工藝、微波燒結(jié)工藝和等離子燒結(jié)技術(shù)(SPS)等。

④陶瓷材料助力節(jié)能環(huán)保和新能源領(lǐng)域發(fā)展

隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、能源需求迅速增加，工業(yè)及生活廢棄物巨量產(chǎn)生，能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為國(guó)際社會(huì)日益關(guān)心的重大問(wèn)題。在能源匱乏和環(huán)境惡化日益嚴(yán)重的情況下，先進(jìn)、高效節(jié)能環(huán)保技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的節(jié)能蓄熱式熱力垃圾焚燒爐(RT0)和冶煉行業(yè)節(jié)能蓄熱室用蜂窩陶瓷、熱氣體凈化領(lǐng)域和水處理領(lǐng)域用的陶瓷膜及裝備、特高壓交流輸電技術(shù)與裝備用的系列超/特高壓懸式瓷絕緣子、蓄熱換熱用的碳化硅陶瓷部件、光伏產(chǎn)業(yè)用系列陶瓷制品都將會(huì)獲得難得的發(fā)展契機(jī)。

此外，隨著汽車尾氣污染排放控制要求不斷提高，多孔陶瓷材料在汽車尾氣控制器載體的應(yīng)用也備受關(guān)注。

⑤為航空航天、國(guó)防軍工提供關(guān)鍵技術(shù)支撐

應(yīng)用主要涉及直升機(jī)用防彈裝甲陶瓷、飛機(jī)剎車盤(pán)材料、衛(wèi)星電池用陶瓷隔膜材料、紅外隱身（偽裝）涂料、陶瓷軸承、導(dǎo)彈用陶瓷天線罩材料等。目前在航空航天中的應(yīng)用研究主要集中在火箭噴嘴的耐熱材料，太空飛船的隔熱瓦，復(fù)合工程陶瓷材料以及宇宙飛船的觀察窗涂層等，尤其是對(duì)具有輕質(zhì)耐熱、耐燒蝕、高熔點(diǎn)高強(qiáng)度的陶瓷纖維的研發(fā)極為關(guān)注。

審核編輯：劉清