国内外先进陶瓷的研发动向.PDFVIP

国内外先进陶瓷的研发动向 国外研发动向 由于先进陶瓷已被广泛应用于交通运输、化工；台金、电子通讯、医疗卫生、广播电 视、海洋开发、能源环保及航空航天等工业领域，因此，世界各国，尤其是西方发达国家争 相研究、开发和生产先进陶瓷，无论从新品的开发研制还是到市场占领，均展开了异常激烈 的竞争。 先进陶瓷已被广泛应用于交通运输、化工冶金、航天等工业领域从目前情况看，先进 陶瓷元件的研制与生产主要集中在美国和日本这两个工业发达国家。美国的专利倾向于在基 础知识上的创新，日本专利则倾向于在现有技术基础上的改进以期有更多的工程应用前景。 先进陶瓷的销售量逐年增加。据有关媒体报道的统计资料显示：1980 年美国特种陶瓷 市场规模仅为 5.56 亿美元，1990 年达到了 21.96 亿美元，2000 年高达 51.25 亿美元。20 年 间增长了近 1 0 倍。日本的先进陶瓷市场同样得到了飞速发展，1980 年为 6 950 亿日元，1990 年达到 25263 亿日元，2000 年高达 61 261 亿日元，20 年间增长了近 9 倍。 美国和日本竞相把先进陶瓷作为新型工程材料来发展，目标是把陶瓷的特性如高硬度、 高耐磨性、耐高温性于抗腐蚀性和钢的延展性结合起来。日本发展先进陶瓷的战略步骤是首 先开发制造生活用品和某些发热元件，如陶瓷剪刀、陶瓷加热器、陶瓷手术刀、人造陶瓷关 节以及陶瓷滚珠圆珠笔等。在积累了一定的特种陶瓷生产工艺、掌握了特种陶瓷生产技术的 基础上，开始研究开发高级技术陶瓷及精密陶瓷元件。如日立公司采用陶瓷薄膜磁头，既降 低了产品的生产成本，又提高了磁头的录音、演奏与消磁性能。随即向市场投放陶瓷光盘， 到 2000 年陶瓷光盘的销售额已达到 10 亿美元，并成功地打入东南亚、西欧和美国市场。另 外，在泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑胶复合陶瓷以及各种精细陶瓷材料与陶瓷元件等方面，日 本均处于领先地位。 美国在发展先进陶瓷材料方面更是蓝图宏伟、雄心勃勃。由于宇航技术发展的需要，美 国国家航空和宇航局在结构陶瓷的开发应用和加工技术方面正在实施大规模的研究与发展 计划。目前在美国从事电子陶瓷的公司有 300 多家，从事陶瓷发动机研究开发和生产的公司 在 3 0～40 家之间。为了提高航空发动机的推重比和降低燃料消耗，美国制定了先进高温热 机计划，先进涡轮技术应用计划，国家宇航计划和国防关键技术计划，把高温结构陶瓷基复 合材料作为重点研究对象，其目标是将发动机热端部件的使用温度提高到 1650 oC 或者更高， 从而提高发动机涡轮进口温度，达到节能、减重、提高推重比和延长寿命的目的，满足军事 和民用热机的需要。目前美国格鲁曼公司正在研究大气层超音速飞机发动机的陶瓷材料进口、 喷管和喷口等部件。美国碳化硅公司用 Si3N4 ／SiC 制造导弹发动机燃起喷管。杜邦公司也 已研制出能承受 1200～1300℃ 、使用寿命 2000h 的陶瓷基复合材料发动机部件。 国内研发现状 我国从 20 世纪 50 年代开始进行先进陶瓷的研究，材料以氧化铝陶瓷为主，60 年代为 适应我国电子技术与核技术发展的需要，先进陶瓷的研发获得了长足进展，氧化铍、氧化钙 以及其他非氧化物先进陶瓷不断问世。截至 2002 年，我国从事先进陶瓷开发研制的高校、 科研院所和生产企业已超过 300 家，其中从事功能陶瓷的单位占 63 6％，从事结构陶瓷的单 位占 36 4％ 。主要分布在江苏、浙江、上海、山东、天津、北京、福建和广东沿海地区的 城市。西南、西北偏远地区从事先进陶瓷研究的单位以原来的军工企业为主。 我国“十五”科技规划中与先进陶瓷有关的发展领域有：超细粉末的制备技术，批量和 工业生产装备的研究；高性能陶瓷的特殊成型、烧结、精密加工、涂层、纤维增强复合技术 和工艺装备的研究