陶瓷塔輪新材料研究的

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案拉絲機(jī) / 陶瓷塔輪 / 臺(tái)州市康嘉機(jī)械有限公司先進(jìn)陶瓷材料是二十世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的新材料之一。所謂先進(jìn)陶瓷材料是指人工合成的高純度超細(xì)粉末作為原料，采用精密控制工藝成型燒結(jié)而制成的高性能陶瓷，具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損及一些特殊功能，頗受青睞，是最重要的無(wú)機(jī)非金屬材料。每年以 7% 至 10% 的速度發(fā)展，廣泛應(yīng)用于國(guó)防、航空航天、機(jī)械、化工、建筑等領(lǐng)域，已成為四大類材料（金屬、陶瓷、高分子和復(fù)合材料）之一?！笆濉逼陂g， 863 新材料領(lǐng)域在高性能結(jié)構(gòu)材料，功能材料以及國(guó)防材料專項(xiàng)對(duì)先進(jìn)陶瓷材料都給予了重視，對(duì)于先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷材料，在高性能結(jié)構(gòu)材料技術(shù)專題，始終都把耐高溫、高強(qiáng)、耐磨

2、損、耐腐蝕陶瓷材料及部件的研究作為重點(diǎn)項(xiàng)目來(lái)部署。從研究?jī)?nèi)容看，主要集中在三個(gè)方面： 1、先進(jìn)陶瓷材料本身的研究； 2、先進(jìn)陶瓷材料新制備工藝的研究； 3、低成本、高可靠性陶瓷部件的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究。國(guó)防、航空航天的輕質(zhì)化和小型化對(duì)先進(jìn)陶瓷材料的需求日趨強(qiáng)烈。先進(jìn)陶瓷材料密度僅為高溫合金的1/31/4，使用溫度高達(dá)1500 以上，因此應(yīng)用先進(jìn)陶瓷材料作為結(jié)構(gòu)件可明顯的降低結(jié)構(gòu)重量，同時(shí)還可起到耐腐蝕耐磨損等功能作用。我國(guó)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件等開(kāi)始應(yīng)用，提高了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比，縮小航空發(fā)動(dòng)機(jī)與國(guó)際先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的差距。又如在導(dǎo)彈天線罩、噴管、喉襯等均有應(yīng)用。在民用方面，先進(jìn)陶瓷應(yīng)用更為廣泛，如在

3、礦山、發(fā)電、冶金用耐磨耐腐蝕陶瓷部件，其壽命比高鉻鐵制品壽命提高 8-10 倍，僅寶鋼每年就有數(shù)千萬(wàn)件需求； 礦山、電子部門用渣漿陶瓷內(nèi)襯比現(xiàn)有產(chǎn)品使用壽命提高 2-3 倍。用陶瓷熔融金屬過(guò)濾器，提高金屬鑄件的質(zhì)量，不僅精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案在國(guó)防軍工同時(shí)在現(xiàn)代交通等領(lǐng)域?qū)Ω邷厝廴诮饘伲ㄤ摚A雜物過(guò)濾器的市場(chǎng)需求越來(lái)越大。又如在機(jī)械工業(yè)，機(jī)床主軸應(yīng)用陶瓷軸承，壽命提高5-10 倍，市場(chǎng)也在逐漸擴(kuò)大。從先進(jìn)陶瓷材料的“十五”計(jì)劃實(shí)施中，主要的經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)是：1、“十五” 在先進(jìn)陶瓷材料研究計(jì)劃中，明確了我國(guó)在此方面的差距（僅占國(guó)際市場(chǎng)的1%左右），在此基礎(chǔ)上突出了重點(diǎn)，以氮化物、碳化物為重點(diǎn)，且根據(jù)

4、不同用途，對(duì)性能指標(biāo)及成品率提出了明確要求，使先進(jìn)陶瓷材料的研究取得突出成績(jī)。2、根據(jù)陶瓷材料的特點(diǎn)，突出陶瓷部件制備工藝是發(fā)展先進(jìn)陶瓷材料的關(guān)鍵。特別支持了陶瓷粉體的分散與高密度素坯的成型工藝。高密度復(fù)雜形狀的陶瓷零部件成型工藝，精密陶瓷部件成型與燒結(jié)中的缺陷控制，多孔陶瓷部件的燒結(jié)工藝等。3、在管理機(jī)制上，采用滾動(dòng)支持是激勵(lì)項(xiàng)目承擔(dān)單位圓滿或超額完成任務(wù)的重要措施。如對(duì)新一代鋁電解金屬陶瓷、自增韌氮化硅及其陶瓷軋輥制備技術(shù)，耐高溫、高強(qiáng)、耐腐蝕陶瓷部件的關(guān)鍵制備技術(shù)以及陶瓷膜材料設(shè)計(jì)與制備技術(shù)項(xiàng)目均采取了不同程度的滾動(dòng)支持。4、“十五”計(jì)劃中，同樣注意了先進(jìn)陶瓷材料及其部件的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，充

5、分調(diào)動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)積極性，得到可喜進(jìn)展。如陶瓷軸承方面，形成年產(chǎn)值3500 萬(wàn)的規(guī)模，陶瓷過(guò)濾器形成八千萬(wàn)到一億元產(chǎn)值能力，渣漿泵可帶來(lái)每年節(jié)約幾十億的社會(huì)效益，發(fā)揮稀土和晶須聯(lián)合強(qiáng)韌化的稀土 - 碳化硅陶瓷線材軋輥提高了我國(guó)線材生產(chǎn)水平等。這些充分展示了陶瓷材料的產(chǎn)業(yè)前景。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案5、先進(jìn)陶瓷應(yīng)用潛力大，原材料在我國(guó)極為豐富，“十一五”應(yīng)集中規(guī)劃，突出關(guān)鍵技術(shù)，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，科研院所與相關(guān)企業(yè)緊密結(jié)合，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化，使我國(guó)現(xiàn)代陶瓷在國(guó)際上占有重要一席之地。二、先進(jìn)陶瓷材料國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)先進(jìn)陶瓷材料是具有特殊優(yōu)越性能的新型材料，各國(guó)在基礎(chǔ)與應(yīng)用以及工程化方面，對(duì)此給與了特殊重視，

6、特別是在信息、國(guó)防、現(xiàn)代交通與能源產(chǎn)業(yè)中均將其置于重要地位。1、信息產(chǎn)業(yè)方面 - 微電子新材料和光電子材料與器件技術(shù)世界范圍的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正發(fā)生急劇變化，以新型電子元器件為基礎(chǔ)的先進(jìn)信息高技術(shù)越來(lái)越成為構(gòu)成一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素。在此領(lǐng)域先進(jìn)功能陶瓷材料是不可替代的。功能陶瓷主要包括鐵電、壓電、介電、熱釋電、半導(dǎo)、導(dǎo)電、超導(dǎo)和磁性等功能各異的陶瓷材料，它是電子信息、集成電路、移動(dòng)通訊、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等近代高技術(shù)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料。隨著信息技術(shù)的飛躍發(fā)展，先進(jìn)功能陶瓷及器件日益向微型化、集成化、高靈敏等方向發(fā)展。目前功能陶瓷及其元件主要的發(fā)展方向有：片式陶瓷元件（電容、電感、電阻）

7、；靈敏陶瓷傳感器；壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器件；低介高導(dǎo)熱高密度封裝陶瓷基片；微波介電陶瓷等。目前日本在功能陶瓷及其元件相關(guān)高技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，全世界相關(guān)產(chǎn)品50% 以上為日本公司產(chǎn)品。日本電子陶瓷制造商的研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化效率居于世界領(lǐng)先水平，這是日本電子陶瓷業(yè)在全球領(lǐng)先的一個(gè)重要原因，而同期美國(guó)專利大多數(shù)為實(shí)驗(yàn)室獲得，未能迅速應(yīng)用到生精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案產(chǎn)中。我國(guó)電子陶瓷高端市場(chǎng)基本被日本公司所壟斷，以片式陶瓷電容器市場(chǎng)為例，北京村田電子公司、上海京瓷公司、廈門 TDK 公司和天津松下公司占據(jù)了國(guó)內(nèi) 90 的市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)雖有很多電子陶瓷公司， 但絕大多數(shù)脫胎于 50 年代建設(shè)起來(lái)的電子材料廠， 存在

8、技術(shù)落后、 規(guī)模小和產(chǎn)品品種單一等問(wèn)題，只能占據(jù)電子陶瓷的低端市場(chǎng)，獲取微薄的利潤(rùn)。國(guó)內(nèi)只有風(fēng)華高科一家公司可以與日本公司抗衡，開(kāi)發(fā)了具有世界先進(jìn)水平的片式電容和電感器件。電信設(shè)備和計(jì)算機(jī)的制造商所需要的高端產(chǎn)品只能依賴進(jìn)口。電子漿料主要用于制造厚膜混合集成電路、電阻器，多層陶瓷電容器、電阻網(wǎng)絡(luò)、敏感元器件及其它電子元器件，是電子信息產(chǎn)業(yè)中的基礎(chǔ)材料。國(guó)內(nèi)的電子信息產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，海外的電子元器件廠商紛紛將生產(chǎn)地轉(zhuǎn)移到中國(guó)內(nèi)地，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)電子漿料產(chǎn)品的需求在迅速增長(zhǎng)。美國(guó)杜邦公司、日本住友公司相繼在中國(guó)設(shè)立了電子漿料合資企業(yè)，其它海外公司也在伺機(jī)進(jìn)入中國(guó)。中國(guó)國(guó)內(nèi)的電子漿料企業(yè)正面臨著發(fā)展的機(jī)遇

9、和嚴(yán)峻的考驗(yàn)。 從產(chǎn)品的技術(shù)水平上看，我國(guó)電子漿料生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)過(guò)多年來(lái)的不懈努力，大部分產(chǎn)品能夠滿足目前國(guó)內(nèi)用戶的需要，部分產(chǎn)品已具有一定的實(shí)力和水平，比如宏星西安電子漿料廠生產(chǎn)的片式電阻用系列導(dǎo)體漿料、電阻漿料、介質(zhì)漿料，厚膜混合集成電路用導(dǎo)體漿料、電阻漿料、包裝介質(zhì)漿料、高壓聚焦電位器用的高壓高阻系列電阻漿料。但總的來(lái)看，我國(guó)原有的電子漿料生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)水平與國(guó)際水平相比，還存在很大的差距，生產(chǎn)的大部分產(chǎn)品還屬于中低檔產(chǎn)品。真正達(dá)到國(guó)際一流水平的品種還極少，尤其是技術(shù)含量較高的品種，比如電阻類漿料，在性能指標(biāo)和產(chǎn)品一致性、穩(wěn)定性方面還不能滿足用戶需要。加之投入少，產(chǎn)品更新?lián)Q代慢導(dǎo)致產(chǎn)品缺乏市

10、場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。?以高品質(zhì)電子陶瓷粉末和漿料、超薄精細(xì)流延技術(shù)、低溫?zé)Y(jié)和共燒結(jié)技術(shù)等為技術(shù)基礎(chǔ)，主要發(fā)展方向有如下一些內(nèi)容：高性能大規(guī)模集成電路的基片和襯底材料；片式電子精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案陶瓷器件的小型化、高頻化、系列化、集成化；高強(qiáng)、高熱穩(wěn)定性和低損耗的壓電陶瓷和驅(qū)動(dòng)器件；陶瓷傳感器靈敏化、微型化、集成化；高性能微波介質(zhì)陶瓷；功能陶瓷薄膜制備技術(shù)及其與微電子技術(shù)的兼容與集成；固體氧化物燃料電池等。2、面向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵新材料技術(shù)1）現(xiàn)代制造業(yè)現(xiàn)代制造業(yè)已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵領(lǐng)域之一?，F(xiàn)代制造技術(shù)對(duì)新型刀具、模具材料需求越來(lái)越迫切，先進(jìn)陶瓷材料在此領(lǐng)域的重要地位日益突出。陶瓷、金屬陶

11、瓷、陶瓷涂層等刀具材料以其良好的硬度、耐高溫、抗氧化和高溫抗蠕變能力，在高速、精密切削加工逐步占據(jù)主要地位，在刀具材料中的比例逐年上升。僅以陶瓷刀片為例，其占可轉(zhuǎn)位刀片的比例約為：美國(guó) 3% 5% 、俄羅斯 5% 7% 、日本 7% 9% 、德國(guó) 9% 12% ，英國(guó)、法國(guó)、瑞典等也在大力推廣應(yīng)用。硬質(zhì)合金刀具材料的發(fā)展主要是細(xì)晶粒（10.5 ）和超細(xì)晶粒（ <0.5 ）硬質(zhì)合金材料及整體硬質(zhì)合金刀具的開(kāi)發(fā)，使硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度大大提高，可替代高速鋼造小規(guī)格鉆頭、立銑刀和絲錐等量大面廣的通用刀具，使其切削速度和刀具壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)高速鋼。隨著整體硬質(zhì)合金刀具的使用，將顯著提高原先用高速鋼刀具

12、的大部分應(yīng)用領(lǐng)域的切削效率。國(guó)內(nèi)高速切削刀具最具有優(yōu)勢(shì)的是陶瓷刀具，研究開(kāi)發(fā)的水平與國(guó)際相當(dāng)。目前已有陶瓷刀具30 多個(gè)品種，其中氧化鋁基20 多個(gè)、氮化硅基近10 個(gè)，包括帶孔和不帶孔陶瓷刀具的生產(chǎn)能力也很大。在一汽集團(tuán)的轎車刀具國(guó)產(chǎn)化過(guò)程中，國(guó)產(chǎn)陶瓷刀具的性能已達(dá)到國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品的水品。經(jīng)過(guò)多年的努力國(guó)內(nèi)近年來(lái)開(kāi)發(fā)成功CVD TiC- TiN 、Al2O3- TiN多涂層硬質(zhì)合金刀片和PVD-TiN 、TiCN 、TiAlN 、TiAlCN復(fù)合多涂層高速鋼復(fù)雜刀具。但目前市場(chǎng)上涂層刀具的主要產(chǎn)品是 CVD-Al2O3和 TiN 復(fù)合涂層硬質(zhì)合金刀片以及PVD TiN涂層高速鋼刀具。 TiCN

13、 、精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案TiAlN 和 TiAlCN 商品化涂層產(chǎn)品，由于技術(shù)原因難于及時(shí)供應(yīng)，質(zhì)量與國(guó)外還有差距。PVD硬質(zhì)涂層如氮化碳 (CN) 、Al2O3 、氮化物 TiN(NbN)、TiN/VN等以及金剛石 PCD 膜涂層和軟涂層 (MoS2,WS2) 和納米多層涂層等有待開(kāi)發(fā)。無(wú)機(jī)材料在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造中的作用越來(lái)越大。各類高檔耐磨耐腐蝕密封材料、陶瓷軸承、鋼筋軋制用復(fù)合陶瓷材料不僅提高了相關(guān)傳統(tǒng)行業(yè)的效率，節(jié)約了成本，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，還對(duì)環(huán)境保護(hù)大有禪益。高性能的發(fā)熱體材料是半導(dǎo)體行業(yè)使用的加熱設(shè)備的關(guān)鍵材料。采用金屬陶瓷（硬質(zhì)合金）制造精密、復(fù)雜、大型、高效率、長(zhǎng)壽命模具技術(shù)已成為

14、衡量一個(gè)國(guó)家模具制造水平的重要標(biāo)志之一。硬質(zhì)合金模具以其高耐磨性、高剛度、耐高溫、低摩擦系數(shù)等優(yōu)異性能在某些領(lǐng)域正逐漸替代鋼質(zhì)模具。當(dāng)沖壓速度很高時(shí)，只有硬質(zhì)合金材料才可以使模具剛性好，沖壓過(guò)程平穩(wěn)，不產(chǎn)生振動(dòng)。同樣，也只有這種材料才可以使極小尺寸的凸模等易損特有令人滿意的使用壽命。集成電路用引線框架級(jí)進(jìn)模的凸模最小寬度僅0.2mm ，用硬質(zhì)合金制造的凸模和凹模拼塊制造精度達(dá)2m 。在 800 次 min 的高速?zèng)_壓過(guò)程中模具刃磨壽命 100 萬(wàn)次，總壽命可超過(guò) 1 億次。為了保證沖壓制品的質(zhì)量（表面平整度、毛刺、尺寸精度、斷面質(zhì)量、塌角等），模具的運(yùn)動(dòng)副必然要選擇和保證小間隙，對(duì)于這一要求也

15、只有硬質(zhì)合金才能勝任。在高溫模具方面，硬質(zhì)合金及陶瓷模具的地位不可替代，如鋼鐵工業(yè)中的熱作模具及軋輥等，其他材料難于滿足高溫下硬度和耐磨性的要求。我國(guó)在此領(lǐng)域有一定的基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)已可生產(chǎn)世界上最大的硬質(zhì)合金軋輥，直徑達(dá) 350mm 。一般模具國(guó)內(nèi)可以自行制造，但很多大型、復(fù)雜、精密和長(zhǎng)壽命的模具仍需依靠進(jìn)口，近年來(lái)模具進(jìn)口量已超過(guò)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的商品模具的總銷售量。2）汽車及交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案高速列車是我國(guó)現(xiàn)代交通的一個(gè)重要的戰(zhàn)略發(fā)展方向， 目前已決定建設(shè)時(shí)速為 300km 的高速鐵路。其中需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)之一是制動(dòng)技術(shù)，高性能制動(dòng)閘片摩擦材料是一個(gè)急需開(kāi)發(fā)的重要課題。日、法等高速列車

16、發(fā)展較早的國(guó)家對(duì)制動(dòng)閘片材料進(jìn)行了大量的研究和開(kāi)發(fā) ,技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的金屬陶瓷制動(dòng)閘片 (粉末冶金制動(dòng)閘片 )材料已成功應(yīng)用于高速列車。轎車是我國(guó)汽車工業(yè)目前最活躍、發(fā)展速度最快的領(lǐng)域。經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全是轎車技術(shù)發(fā)展的主流。高端技術(shù)方面嚴(yán)重依賴國(guó)外大公司，缺乏自主創(chuàng)新的能力。在現(xiàn)代的發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS、安全氣囊等方面，以先進(jìn)敏感陶瓷為核心的各類傳感器大量應(yīng)用，蜂窩陶瓷多元催化為尾氣凈化提供了技術(shù)保障。上述現(xiàn)代汽車配件的核心技術(shù)掌握在國(guó)外大汽車公司和配套企業(yè)的手中，在國(guó)內(nèi)以合資、 獨(dú)資企業(yè)為主。 在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)方面， 國(guó)外從 80 年代后期已把開(kāi)發(fā)熱機(jī)應(yīng)用陶瓷的重點(diǎn)從研制陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向開(kāi)發(fā)現(xiàn)有

17、發(fā)動(dòng)機(jī)用的陶瓷部件，至今已有多種陶瓷部件大量生產(chǎn)，如陶瓷噴油系、陶瓷氣門及氣門驅(qū)動(dòng)部件等。陶瓷部件具有輕質(zhì)、耐磨、耐溫、壽命長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢(shì)，目前其可靠性已得到工業(yè)性試驗(yàn)驗(yàn)證，應(yīng)用前景良好。ENCRSTEC 公司到 1996年先后開(kāi)發(fā)出噴油器頂桿、電子調(diào)速器軸承滾珠、電控噴油器計(jì)量球閥、排氣門開(kāi)啟定時(shí)液壓控制閥鑲塊、 電控泵噴嘴的定時(shí)柱塞和電控轉(zhuǎn)子分配泵的滾輪等6 種陶瓷件 ,其中有 3 種的年產(chǎn)量超過(guò)了 48 萬(wàn)件。平板式和獨(dú)石結(jié)構(gòu)固體氧化物燃料電池是新型電動(dòng)汽車的一個(gè)重要的發(fā)展方向和選擇。3、面向國(guó)防建設(shè)的新材料技術(shù)1）武器平臺(tái)系統(tǒng)和裝備用新材料國(guó)防軍工領(lǐng)域中，先進(jìn)陶瓷材料發(fā)揮了關(guān)鍵作用

18、。航空發(fā)動(dòng)機(jī)是發(fā)展高水平軍用飛機(jī)和民精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案用客機(jī)的關(guān)鍵。增加航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度和降低結(jié)構(gòu)重量是提高推重比和降低油耗的主要途徑。先進(jìn)陶瓷的密度一般僅為高溫合金的 1/3-1/4 ，最高使用溫度高達(dá) 1500 以上，其耐高溫和低密度的特性是金屬和金屬間化合物無(wú)法比擬的。因而美、英、法、日等發(fā)達(dá)國(guó)家一直把先進(jìn)陶瓷列為新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料的發(fā)展重點(diǎn)，并投入巨資進(jìn)行研究。連續(xù)纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料（CMC ）耐溫高，密度低，具有類似金屬的斷裂行為，對(duì)裂紋不敏感，不發(fā)生災(zāi)難性的損毀，將代替高溫合金作為新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件結(jié)構(gòu)材料。連續(xù)纖維增韌碳化硅復(fù)合材料包括C/SiC 和 Si

19、C/SiC 兩種。 SiC 基 CMC 的最高工作溫度為1650 ，C/SiC 和 SiC/SiC 可分別在有限壽命和長(zhǎng)壽命條件下使用。CMC 的應(yīng)用使發(fā)動(dòng)機(jī)大幅度減重，節(jié)約冷卻氣或無(wú)需冷卻，從而確保發(fā)動(dòng)機(jī)高推重比的有關(guān)性能。美、英、法等發(fā)達(dá)國(guó)家以推重比 910 發(fā)動(dòng)機(jī)（如 F119 、EJ200 、F414 等）作為 CMC 的演示驗(yàn)證平臺(tái)，主要演示驗(yàn)證的部件有SiC 基 CMC 的燃燒室、渦輪外環(huán)、火焰穩(wěn)定器、矢量噴管調(diào)節(jié)片和密封片等。結(jié)果表明， SiC 基 CMC 構(gòu)件在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的中等載荷靜止件上演示驗(yàn)證成功。此外，美國(guó)在“IHPTET ”第二階段計(jì)劃（ 1991 2000 年）中還研

20、制了多種SiC 基 CMC 構(gòu)件，如整體燃燒室、導(dǎo)向葉片、渦輪轉(zhuǎn)子和整體導(dǎo)向器，在第三階段計(jì)劃中，將重點(diǎn)應(yīng)用考核整體燃燒室和整體渦輪等構(gòu)件。SiC 基 CMC 的關(guān)鍵制造技術(shù)包括纖維預(yù)制件的設(shè)計(jì)和制造、SiC 基體的致密化技術(shù)、纖維與基體間界面層和復(fù)合材料表面防氧化涂層的設(shè)計(jì)與制造以及構(gòu)件的精密加工等。在SiC 基CMC 制造工藝中，化學(xué)氣相浸透法（CVI ）最具競(jìng)爭(zhēng)力，可覆蓋基體、界面層和表面涂層的制備。目前我國(guó)已采用CVI 工藝成功制造出多種SiC 基 CMC 構(gòu)件。缺乏高性能連續(xù)纖維阻礙了我國(guó)耐高溫復(fù)合材料的發(fā)展。目前我國(guó)在高性能碳纖維(T800,T100) 和高溫纖維 (>100

21、0 )方面精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案尚有一定的差距。研究表明 SiC 和 Al2O3 纖維是兩種最具發(fā)展前景的陶瓷纖維,適用于陶瓷基和金屬間化合物基復(fù)合材料，美、日等國(guó)均在加緊研究?，F(xiàn)可用于1400 的 Hi-Ni CalonSiC纖維在日本已商品化，在美國(guó)直徑為30 m 的-SiC 纖維的室溫強(qiáng)度已達(dá)1600MPa, 預(yù)計(jì)可用于1600-1650;小直徑單晶 Al2O3 纖維的強(qiáng)度已達(dá)4000MPa,15501600 以上才開(kāi)始蠕變。在 863 支持下，國(guó)內(nèi)成功開(kāi)發(fā)了SiC、Al2O3 連續(xù)纖維制備技術(shù)，但性能與國(guó)外相比有一定差距。中國(guó)科學(xué)院金屬研究采用射頻加熱CVD 工藝，制備出帶有外表面涂層的

22、連續(xù)SiC（W 芯）纖維，直徑 100 m ，抗張強(qiáng)度 3500MPa 。中國(guó)科學(xué)院煤炭化學(xué)研究所采用射頻加熱CVD 連續(xù) SiC（C 芯）纖維 ,抗拉強(qiáng)度 3700MPa ，抗拉模量 400GPa ，平均直徑 110 m ；煤化所采用溶膠凝膠法將鋁轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸X纖維，平均直徑 3，抗拉強(qiáng)度 1000 Mpa ，彈性模量 150 Gpa ，最高使用溫度 1100-1500 。國(guó)防科技大學(xué)采用聚鋁碳硅烷（ PACS）陶瓷先驅(qū)體聚合物。經(jīng)熔融紡絲、燒成與高溫?zé)Y(jié)，制備碳化硅纖維SiC(Al) 。導(dǎo)彈的超高速化、遠(yuǎn)程移動(dòng)式固體戰(zhàn)略導(dǎo)彈、大功率運(yùn)載火箭、天地往返系統(tǒng)等對(duì)先進(jìn)陶瓷的研究提出了越來(lái)越多的需求

23、和越來(lái)越高的要求。發(fā)展低密度、耐高溫、高比強(qiáng)、高比模、抗熱震、抗燒蝕的各類先進(jìn)陶瓷材料和結(jié)構(gòu)，對(duì)提高射程、改善命中精度和提高衛(wèi)星遠(yuǎn)地點(diǎn)姿控、軌控發(fā)動(dòng)機(jī)的工作壽命多至關(guān)重要。世界上各航天大國(guó)已成功地將先進(jìn)陶瓷材料用于衛(wèi)星和導(dǎo)彈中，如作為高質(zhì)量比全 C/C 噴管的結(jié)構(gòu)隔熱材料、 小推力液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室 - 噴管材料、航天飛機(jī)用 C/SiC 頭錐和機(jī)翼前緣等，對(duì)于上述瞬時(shí)或有限壽命使用的先進(jìn)陶瓷，其服役溫度可達(dá) 2000-2200 。未來(lái)航天技術(shù)的發(fā)展將對(duì)先進(jìn)陶瓷提出更高的要求，近零燒蝕超高溫陶瓷、抗高溫氧化連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷、輕質(zhì)和維護(hù)方便的防熱結(jié)構(gòu)、大尺寸耐高溫高透波率天線頭罩等領(lǐng)域?qū)⒌玫窖?/p>

24、速發(fā)展。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案先進(jìn)陶瓷具有高硬度、高強(qiáng)度、低密度等優(yōu)良特性，因而陶瓷裝甲具有較好的抗彈性能，尤其是對(duì)付動(dòng)能穿甲彈的效果更好。2）新概念武器用新材料一般高溫陶瓷材料的預(yù)期使用溫度在1400 -1500 ，而超高溫材料是指能在1800 以上使用的材料 ,主要包括過(guò)渡金屬 (Ti、Zr 、Ta 等)的硼化物、碳化物以及近年出現(xiàn)的 Si-B-C-N 超高溫陶瓷材料等， 還可以包括碳 (石墨 )和氮化硼等。 這類材料的主要特點(diǎn)是超高溫熔點(diǎn)、 超高溫穩(wěn)定、超高溫耐腐蝕性。 應(yīng)用背景有： 國(guó)防，航天，超高溫電極，超高溫耐腐蝕容器或保護(hù)器 (與熔融金屬接觸 )，超高溫涂層等。 對(duì)過(guò)渡金屬硼化物、

25、 碳化物的研究在上世紀(jì) 50-60 年代較盛行，但由于其難以燒結(jié)而探索了各種燒結(jié)助劑。然而這些助劑的存在使過(guò)渡金屬硼化物、碳化物的本征高溫特性不能全面發(fā)揮。同時(shí)由于過(guò)渡金屬硼化物、碳化物的粉末在空氣中易氧化，從而使燒結(jié)體的高溫性能惡化，使從降低粉末粒徑來(lái)提高燒結(jié)活性的努力遇到困難。開(kāi)發(fā)新的制備和燒結(jié)技術(shù)是克服這一難關(guān)的關(guān)鍵， 其中反應(yīng)燒結(jié)技術(shù)將受到重視。 近年來(lái)，對(duì) Si-B-C-N 超高溫陶瓷材料的研究發(fā)展很快。制備工藝主要是采用有機(jī)前驅(qū)體法。對(duì)超高溫穩(wěn)定化機(jī)理的研究主要集中在硼的作用上。目前正在探索其作為超高溫涂層材料方面的應(yīng)用。有機(jī)前驅(qū)體法工藝復(fù)雜，操作嚴(yán)格，成本高。對(duì)超高溫穩(wěn)定化機(jī)理還

26、缺乏深層的理解。因此，探索和開(kāi)發(fā)新的制備技術(shù)，深入探討超高溫穩(wěn)定化機(jī)理，探索和設(shè)計(jì)其他超高溫材料系統(tǒng) (包括化學(xué)組成，相組成和顯微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) )，將成為重要的研究?jī)?nèi)容。自從 1991 年碳納米管（ CNTs ）問(wèn)世以來(lái)，無(wú)論是在CNTs 的制備工藝還是在CNTs 的應(yīng)用開(kāi)發(fā)方面都開(kāi)展了大量的卓有成效的工作，目前，有關(guān) CNTs 復(fù)合材料的研究成為復(fù)合材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一， 其中聚合物基 CNTs 復(fù)合材料的研究主要集中在其介電、 電磁性能方面，精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案而對(duì)于陶瓷基CNTs 復(fù)合材料的研究主要集中在力學(xué)性能方面，雖然最近報(bào)道了CNTs 在貯氫等方面的廣闊應(yīng)用前景，但對(duì)于CNTs 陶瓷

27、基復(fù)合材料的功能性研究方面卻鮮有報(bào)道?？紤]到由于 CNTs 的納米尺度效應(yīng)而具有的特殊介電、電磁功能特性，CNTs 陶瓷基復(fù)合材料的功能性開(kāi)發(fā)值得重視。因此，通過(guò)合理的界面相容性的設(shè)計(jì)和研究，將CNTs 與陶瓷基體實(shí)現(xiàn)有機(jī)復(fù)合，一方面可以借助 CNTs 的高比強(qiáng)和高模量的特性來(lái)增強(qiáng)陶瓷基體強(qiáng)度，提高韌性，滿足材料承載的要求，另一方面，利用 CNTs 的吸波特性開(kāi)發(fā)陶瓷基復(fù)合材料的吸波功能，滿足材料隱身的目的。 CNTs 陶瓷基復(fù)合材料除了用作吸波材料在航空飛行器等軍事領(lǐng)域應(yīng)用外，用作電磁波屏蔽材料在軍用和民用方面也具有廣闊的應(yīng)用前景?，F(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭(zhēng)中的新型電子對(duì)抗技術(shù)，其核心之一是釋放寬頻率和

28、波長(zhǎng)的強(qiáng)電磁波來(lái)破壞對(duì)方軍事設(shè)施中的電子設(shè)備的遙感、遙測(cè)和遙控等功能，使對(duì)方的軍事設(shè)施處于失控狀態(tài)，達(dá)到突襲的目的。因此，開(kāi)展CNTs 陶瓷基復(fù)合材料的研究具有重要的意義。4、面向改善人類生活環(huán)境大和提高生活質(zhì)量的新材料技術(shù)1）生態(tài)環(huán)境材料無(wú)機(jī)材料在環(huán)境保護(hù)中做出了貢獻(xiàn)。廢氣的處理是環(huán)保的重要方面，將廢氣轉(zhuǎn)化為無(wú)害的氣體需要多孔或蜂窩狀的陶瓷作為轉(zhuǎn)化器的載體材料或催化載體一體化材料 .其他各種高溫吸附、分離和催化材料等也是先進(jìn)陶瓷材料。清潔能源如太陽(yáng)能、核能、燃料電池等，均離不開(kāi)無(wú)機(jī)非金屬材料。美國(guó)、日本以及歐洲的一些國(guó)家已成功地將各類多孔陶瓷應(yīng)用于汽車尾氣的凈化、燃煤電廠鍋爐煙氣微細(xì)粒子的過(guò)

29、濾、噪音污染控制以及化工和冶金等工業(yè)的清潔生產(chǎn)。在我國(guó)，隨著精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案機(jī)動(dòng)車輛的不斷增加，由機(jī)動(dòng)車排放造成的大氣污染日益突出；另一方面，大型燃煤電站鍋爐煙氣以及大中型燃煤工業(yè)鍋爐煙氣進(jìn)一步加劇了我國(guó)的大氣污染。針對(duì)我國(guó)控制大氣細(xì)粒污染的緊迫需求，必須加緊研制、開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)機(jī)動(dòng)車排氣污染控制用的微粒捕集器以及適合我國(guó)燃煤電廠鍋爐煙氣與大中型燃煤工業(yè)鍋爐煙氣微細(xì)粒子控制的高效除塵器。在實(shí)際應(yīng)用中，這些微粒過(guò)濾器不僅要耐受多種氣體的化學(xué)侵蝕， 而且要經(jīng)受一定程度的應(yīng)力或熱沖擊。因此，微粒過(guò)濾器必須具有高的機(jī)械強(qiáng)度、高的熔點(diǎn)、低的熱膨脹系數(shù)、良好的熱傳導(dǎo)性能和優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性以及小的氣體流

30、通阻力。多孔碳化硅與莫來(lái)石陶瓷因其良好的高溫力學(xué)強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性以及優(yōu)異的耐熱沖擊性能而被認(rèn)為是用作機(jī)動(dòng)車尾氣與燃煤工業(yè)鍋爐煙氣微粒過(guò)濾器的最理想的候選者，并已在一些發(fā)達(dá)國(guó)家獲得成功應(yīng)用。但是，多孔碳化硅與莫來(lái)石陶瓷的制備通常需要采用細(xì)的原料和高的燒結(jié)溫度，其生產(chǎn)成本很高。這在很大程度上抑制了多孔碳化硅與莫來(lái)石陶瓷作為微粒過(guò)濾器的商業(yè)化應(yīng)用。2）能源材料能源是現(xiàn)代社會(huì)的重要支柱。目前水力發(fā)電、碳基化石能源仍是現(xiàn)代社會(huì)能源消耗的主流。清潔、可持續(xù)能源成為能源技術(shù)的發(fā)展方向。燃料電池可以一種直接將燃料和氧化劑中的化學(xué)能等溫、高效（ 50-70% ）、環(huán)境有好地轉(zhuǎn)化為電能，是一種全新的發(fā)電方式。據(jù)預(yù)

31、測(cè)，燃料電池將在全世界得到廣泛推廣，到 2017 年將占總發(fā)電量的 30% 。目前國(guó)際公認(rèn)固體氧化物燃料電池 (SOFC) 最具優(yōu)勢(shì) ,為第四代燃料電池。其為全固態(tài)結(jié)構(gòu)，電解質(zhì)材料為 ZrO2(Y2O3) ，陰極是錳酸鍶鑭，陽(yáng)極是鎳陶瓷，高質(zhì)量電解質(zhì)和電極用陶瓷材料、支撐用多孔陶瓷等的工藝開(kāi)發(fā)至為關(guān)鍵。先進(jìn)陶瓷在燃?xì)廨啓C(jī)上的應(yīng)用可顯著提高其工作溫度和效率。隨著熱能發(fā)動(dòng)機(jī)向高溫高效精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案方向發(fā)展，在其燃燒系統(tǒng)中工作的許多零部件將經(jīng)受嚴(yán)酷的高溫、高應(yīng)力、熱沖擊、燃?xì)飧g、粒子沖蝕作用。燃燒室襯套、燃?xì)獍l(fā)生器渦輪、動(dòng)力渦輪、導(dǎo)向器、渦管、葉冠、過(guò)渡管道、換熱器、過(guò)濾器等零部件均可采用陶

32、瓷材料或陶瓷基復(fù)合材料。核聚變能將是人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展最理想的清潔而又取之不盡的新能源。從目前來(lái)看，超導(dǎo)核聚變系統(tǒng)最有可能實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在超導(dǎo)核聚變系統(tǒng)一般采用合金類低溫超導(dǎo)體，但是其使用高價(jià)的液氦，同時(shí)維護(hù)不便，液氮溫度下使用的氧化物陶瓷高溫超導(dǎo)體將成為核聚變超導(dǎo)系統(tǒng)的發(fā)展方向。3）生物醫(yī)用材料生物陶瓷是先進(jìn)陶瓷、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)的交叉研究領(lǐng)域，近年來(lái)日益受到重視，主要涉及醫(yī)療修補(bǔ)和替換陶瓷、仿生陶瓷（結(jié)構(gòu)仿生和制造工藝仿生）、生命科學(xué)和醫(yī)用的各類陶瓷材料。目前全球植入醫(yī)用植入體的患者已逾 3000 萬(wàn)人，對(duì)于具有良好力學(xué)性能和生物相容性、 生物活性的種植體的需求越來(lái)越大。用于臨床修復(fù)的材料種類很多

33、，金屬和聚合物是最早用于臨床的生物材料，它們具有機(jī)械強(qiáng)度高、便于加工等優(yōu)點(diǎn)。但是因金屬離子析出，聚合物降解為單體，導(dǎo)致慢性感染或整體反應(yīng)，發(fā)生排斥、炎癥，甚至致癌；而且除鈦之外，它們與骨組織之間的結(jié)合不牢固，從而使結(jié)合界面損壞。陶瓷植入體內(nèi)不被排斥，具有優(yōu)良的生物相容性和化學(xué)穩(wěn)定性，不會(huì)被體液腐蝕，自身也不老化。生物陶瓷在醫(yī)療臨床上的應(yīng)用主要有義齒、人工骨、人工關(guān)節(jié)等，同時(shí)其可作為藥物的緩釋載體，并且利用生物陶瓷的生物相容性和磁性或放射性 ,能有效地治療腫瘤。目前在美國(guó)生物陶瓷的使用量?jī)H次于耐磨部件，占據(jù)了結(jié)構(gòu)陶瓷 20 的份額，市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 1 億美元。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案陶瓷是最常采用的制作

34、義齒的材料。牙科瓷修復(fù)體用途廣泛、市場(chǎng)容量大，占有生物陶瓷市場(chǎng)大多數(shù)份額。目前國(guó)內(nèi)牙科瓷修復(fù)主要采用長(zhǎng)石瓷及瓷熔附金屬修復(fù)體(PFMRs) ，用這類瓷粉燒制成的牙修復(fù)體光澤好、美觀，和強(qiáng)度高的合金或陶瓷聯(lián)合應(yīng)用。我國(guó)牙科已廣泛用應(yīng)PFMRs ，但是制作 PFMRs 所用的長(zhǎng)石瓷完全依賴進(jìn)口，其價(jià)格昂貴，約20 元人民幣 / 克。我國(guó)從 80 年代中期開(kāi)始研制制作 PFMRs 所用的長(zhǎng)石瓷，至今仍停留在實(shí)驗(yàn)、試用階段，產(chǎn)品質(zhì)量與進(jìn)口產(chǎn)品相比差距較大，難以被牙醫(yī)和患者所接受。另外國(guó)外開(kāi)發(fā)了高強(qiáng)度鋁瓷，主要用作復(fù)合瓷冠的底層材料，鋁瓷在我國(guó)牙科應(yīng)用極少，主要原因是進(jìn)口材料及設(shè)備價(jià)格高，而國(guó)內(nèi)尚未開(kāi)發(fā)

35、出可供臨床使用的鋁瓷產(chǎn)品。近年來(lái)，國(guó)外開(kāi)發(fā)了可鑄造、可切削、注入型、植入型的玻璃陶瓷（ GC），并且計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造 (CAD/CAM) 技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用義齒制作，用可切削 GC 在數(shù)控機(jī)床上加工義齒，極大地提高了義齒的制作速度。Al2O3 、ZrO2 作為惰性生物陶瓷， 具有優(yōu)良的生物相容性、 摩擦系數(shù)小、 耐磨損、抗疲勞、耐腐蝕等特性，用于人工關(guān)節(jié)和牙種植體。 Al2O3-Al2O3 髖關(guān)節(jié) (即關(guān)節(jié)窩和球均用 Al2O3 陶瓷)經(jīng)精心對(duì)磨拋光 ,該關(guān)節(jié)表面的磨損率比金屬 -PE(聚乙烯 )關(guān)節(jié)低 10 倍左右 ,并且避免了金屬和聚乙烯產(chǎn)生的磨損顆粒和腐蝕導(dǎo)致的感染 ,也不會(huì)因老

36、化而失敗。 高純高致密 Al2O3 髖關(guān)節(jié)在12000N的應(yīng)力下 ,壽命預(yù)測(cè)為 30 年,對(duì)年輕患者來(lái)說(shuō)具有很重要的價(jià)值。部分穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷表現(xiàn)出更高的機(jī)械強(qiáng)度與韌性，將取代一部分燒結(jié)氧化鋁材料正式用于臨床使用，但成本相對(duì)高一些。在人工骨的研發(fā)中，生物活性陶瓷以其優(yōu)異的特性脫穎而出。生物活性陶瓷主要包括-TCP, -TCP 及羥基磷灰石 HAP 和它們的混合物。由于該類陶瓷的脆性較大，一般應(yīng)用于不承力的部位。承力的人工骨一般采用金屬支撐與外部覆蓋生物活性陶瓷涂層的方法來(lái)解決，如噴涂 HAP 的鈦合金，涂層與基體間的結(jié)合至為重要，梯度涂層的方法為解決此問(wèn)題提供了一個(gè)好的方向。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文

37、案生物陶瓷不僅可用來(lái)替代受損傷的組織，還可通過(guò)原位殺死癌細(xì)胞,消除被損害的組織使其康復(fù) ,而不用切除受損害的組織。生物陶瓷的生物相容性與鐵磁性 ,可作為治療癌的熱源。例如由 LiFe3O5 和-Fe2O3 與 Al2O3-SiO2-P2O5 玻璃體復(fù)合物 ,制得致密的玻璃，具有熱磁性。將上述玻璃微珠注射在腫瘤的周圍 ,并置于頻率為 10kHz, 磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá) 500Oe 的交變磁場(chǎng)中 ,通過(guò)磁滯損失 ,使腫瘤部位加熱到 43 以上 ,達(dá)到有效治療癌癥 ,并且骨組織的功能和形狀均得到恢復(fù)。疾病早期診斷采用的先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備（如高分辨超儀、 高速 CT 和正電子斷層掃描成像儀PET 等）中最關(guān)鍵的探測(cè)

38、材料，如超聲波發(fā)射與探測(cè)材料、高能射線探測(cè)材料是陶瓷或晶體材料。5、面向戰(zhàn)略性競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵新材料技術(shù)1）納米材料高品質(zhì)的原料粉是先進(jìn)陶瓷研究和生產(chǎn)的前提和基礎(chǔ)。粉體制備的研究方向是: 高純、超細(xì)、無(wú)團(tuán)聚、顆粒分布窄的低成本制備技術(shù)。超細(xì)的功能陶瓷粉末是片式、集成化、微型化的電子陶瓷器件所必需的低溫?zé)Y(jié)的基礎(chǔ)。納米超細(xì)結(jié)構(gòu)陶瓷原料粉是開(kāi)展納米陶瓷、納米復(fù)合陶瓷研究以及低溫快速燒結(jié)等的前提。而超細(xì)粉末的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是其極易團(tuán)聚，惡化產(chǎn)品的性能。研究不同的超細(xì)粉體的分散與解聚原理及技術(shù)，以及顆粒內(nèi)部可溶性微量元素對(duì)粉體活和膠體行為的影響，研究顆粒尺寸、形貌與流動(dòng)性對(duì)成型堆積密度的關(guān)系及理論模型，是必須

39、解決的問(wèn)題。我國(guó)在此方面起步較早，具有一定的技術(shù)水平。高品質(zhì)功能陶瓷超細(xì)粉末一般采用軟化學(xué)技術(shù)，包括 Sol-Gel技術(shù)、化學(xué)共沉淀技術(shù)、水熱合成技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)等,相關(guān)的合成機(jī)理、工藝過(guò)程、組成 - 結(jié)構(gòu) - 工藝的優(yōu)化選擇研究。高品質(zhì)結(jié)構(gòu)陶瓷粉末一般采用高溫、超高溫技術(shù)精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案合成，如高溫還原技術(shù)、高溫直接氮化技術(shù)，等離子技術(shù)，燃燒合成技術(shù)等。美國(guó)、日本等陶瓷研究領(lǐng)先的國(guó)家在高品質(zhì)先進(jìn)陶瓷原料粉方面已比較成熟并工業(yè)化。日本對(duì)精細(xì)陶瓷粉末制備技術(shù)的研究與生產(chǎn)十分重視， 在 80 年代的中后期基本上解決了精細(xì)陶瓷發(fā)展的關(guān)鍵性基礎(chǔ)問(wèn)題高純、超細(xì)陶瓷粉末的供應(yīng)，不但為其國(guó)內(nèi)精細(xì)陶瓷的研

40、究、生產(chǎn)提供了高質(zhì)量的原料粉末，而且大量供應(yīng)美、歐等國(guó)家。目前日本精細(xì)陶瓷產(chǎn)品能在世界市場(chǎng)上占據(jù)主要地位與他們對(duì)精細(xì)陶瓷粉末的大力開(kāi)發(fā)密切相關(guān)。我國(guó)高品質(zhì)陶瓷粉體的生產(chǎn)加工相對(duì)落后，體現(xiàn)在專用粉體生產(chǎn)缺乏，產(chǎn)量低，質(zhì)量穩(wěn)定性差，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性， 因而目前許多生產(chǎn)線所需原材料必須從國(guó)外進(jìn)口，可以說(shuō)這是影響我國(guó)先進(jìn)陶瓷發(fā)展的一個(gè)“瓶頸”。這種狀況正逐漸改善，在國(guó)家的大力支持下，我國(guó)原料粉的研究開(kāi)發(fā)取得了一定的進(jìn)展。國(guó)內(nèi)近幾年已有幾家大型粉料專業(yè)生產(chǎn)廠建成投產(chǎn)，且產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭很猛。但是總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)在高品質(zhì)陶瓷粉末生產(chǎn)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量穩(wěn)定性方面差距明顯，電子陶瓷特別是敏感元件

41、所需粉體的專業(yè)化企業(yè)仍很缺乏。2）材料設(shè)計(jì)、制備與性能評(píng)價(jià)技術(shù)要獲得高性能、低成本的先進(jìn)陶瓷材料，必須對(duì)制備過(guò)程中的基礎(chǔ)理論問(wèn)題進(jìn)行深入研究，通過(guò)材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究和發(fā)現(xiàn)新型材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，陶瓷材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制備科學(xué)（尤其是制各過(guò)程中結(jié)構(gòu)形成過(guò)程的控制）成為當(dāng)前先進(jìn)陶瓷材料各主要研究方向上的共同熱點(diǎn)。對(duì)于以離子鍵和共價(jià)鍵為主、多晶的陶瓷材料，雖然從物理化學(xué)的角度已經(jīng)形成了較為豐富的科學(xué)認(rèn)識(shí)，但從物理基礎(chǔ)理論的角度看，尚需進(jìn)一步充實(shí)和豐富。首先在材料內(nèi)部的分子層次上，原子、離子間的相互作用和化學(xué)鍵合對(duì)材料性能產(chǎn)生決定性的作用，這個(gè)根本問(wèn)題還精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案沒(méi)有像金屬材料那樣得到透徹的認(rèn)識(shí)；

42、其次，在多晶的陶瓷材料介觀和微米層次上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅會(huì)導(dǎo)致新材料的發(fā)明，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有材料的性能的提升和改善也十分關(guān)鍵。從更宏觀的角度看，不同類型的材料經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，完全有可能發(fā)掘出其他方面的功能特性，從而為現(xiàn)有的材料尋找到新的用途。由此可見(jiàn)，充分理解和掌握無(wú)機(jī)材料在不同層次上的結(jié)構(gòu)特征，對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，對(duì)于尋找新材料，提高和發(fā)揮現(xiàn)有材料性能都是十分重要的。針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要有與之相適應(yīng)的陶瓷材料制備手段配合，才能使設(shè)計(jì)思想得以實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，先進(jìn)陶瓷材料的制備本身己逐步演化為一門學(xué)科，即制各科學(xué)。制各科學(xué)主要研究材料的合成、粉體成型、燒結(jié)致密和加工等各個(gè)環(huán)節(jié)中，化學(xué)反應(yīng)、物質(zhì)輸運(yùn)

43、、晶體生長(zhǎng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。先進(jìn)陶瓷材料制各科學(xué)的研究與開(kāi)發(fā)是解決性能穩(wěn)定性、可重復(fù)性和高成本問(wèn)題的關(guān)鍵所在。抓住材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制各科學(xué)這兩個(gè)關(guān)鍵的科學(xué)問(wèn)題，不僅可以解決先進(jìn)陶瓷材料目前面臨的很多難題，而且對(duì)深入理解材料制各過(guò)程中的科學(xué)問(wèn)題，對(duì)先進(jìn)陶瓷材料學(xué)科和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都將起到關(guān)鍵作用。生物體經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的進(jìn)化，經(jīng)歷了自然選擇和優(yōu)勝劣汰，形成了完美而特殊的結(jié)構(gòu)。天然的生物材料，如貝殼、骨、蜘蛛絲、木材、竹等，具有比合成材料更優(yōu)越的綜合性能。如人們發(fā)現(xiàn)軟體動(dòng)物的貝殼珍珠層具有很高的斷裂韌性，比其主要成分碳酸鈣高 3 個(gè)數(shù)量級(jí)，這種高韌性來(lái)源于硬的文石晶體和軟的有機(jī)基質(zhì)的疊層復(fù)合。仿造這種疊

44、層結(jié)構(gòu)，制備了一些系列的仿珍珠層層狀陶瓷， 如 SiC 石墨疊層熱壓陶瓷， 與該體系一般結(jié)構(gòu)陶瓷相比， 斷裂韌性提高 100 倍。天然生物材料具有不同尺度上的自組裝分級(jí)的高度有序的結(jié)構(gòu)，雖然可以靠傳統(tǒng)工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，但非常繁瑣，生物的礦化和自組裝過(guò)程仿生工藝的研究將提供更好的工藝方案。目前已經(jīng)利用仿生合成方法制備了納米顆粒、薄膜、涂層、多孔材料和具有與天然生物陶瓷相似的復(fù)雜精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案形貌的無(wú)機(jī)材料，如 CaS、ZnS 、Al2O3 、Fe3O4 納米粉， Ti 基片上的磷酸鹽涂層， SiO2 分子篩等。這些生物陶瓷材料具有獨(dú)特的復(fù)雜形貌、極高的孔隙率和比表面積，可以應(yīng)用于輕質(zhì)陶瓷、催化劑

45、載體、生物醫(yī)學(xué)材料、高溫分離膜、絕熱材料和隔熱材料等方面。仿生合成對(duì)于某些陶瓷可以在低溫下實(shí)現(xiàn)高度有序的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，具有一定優(yōu)越性。目前，仿生病毒、細(xì)菌及基因工程等生命過(guò)程，開(kāi)發(fā)了自組裝工藝和分子水平設(shè)計(jì)思想，同時(shí)直接利用生物體來(lái)合成陶瓷材料也是一條嶄新的途徑。3 先進(jìn)陶瓷材料技術(shù)擬解決的問(wèn)題為滿足國(guó)家戰(zhàn)略需求，許多國(guó)家加大對(duì)先進(jìn)陶瓷研究的政府投入。國(guó)家戰(zhàn)略需求的高技術(shù)研究大多要求性能高、產(chǎn)量少和計(jì)劃采購(gòu)，而市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的技術(shù)開(kāi)發(fā)則強(qiáng)調(diào)核心競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益。從學(xué)科發(fā)展角度看，先進(jìn)陶瓷材料研究要兼顧國(guó)家戰(zhàn)略需求和市場(chǎng)應(yīng)用要求，一方面要為滿足更高使用性能要求而探索和發(fā)現(xiàn)應(yīng)用范圍廣的新材料和新性能；另一方面要使陶瓷材料的性能具有高的可重復(fù)性和可靠性，并且在成本和價(jià)格上能為市場(chǎng)接受，陶瓷材料“十五”經(jīng)驗(yàn)總結(jié)杜善義先進(jìn)陶瓷材料是二十世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的新材料之一。所謂先進(jìn)陶瓷材料是指人工合成的高純度