先进陶瓷材料有哪些值得关注的点？

智能手机、液晶电视、电脑、汽车等产品应用了许多尖端先进技术，陶瓷也不可或缺。例如，有数百或数千个陶瓷电容器，这是智能手机中使用的微型电子元件。但这种陶瓷并不是人们生活中常见的“瓷砖”、“瓷碗”，而是采用高精度技术生产的高级陶瓷。

那么，什么是先进陶瓷？有什么特点和应用？

先进陶瓷与传统陶瓷的区别

陶瓷产品分为普通陶瓷和先进陶瓷两大类，其中先进陶瓷又称新型陶瓷、特种陶瓷、精细陶瓷、高科技等，它是指人工合成或精选的高纯度、超细陶瓷。以无机化合物为原料，以精确的化学成分、精密的制造工艺和结构设计，具有优良的力学、声、光、热、电、生物特性，在航空航天、陶瓷、电子信息、生物医药、高端装备制造等领域其他高端技术随处可见。

主要区别如下：

先进陶瓷的分类及应用

先进陶瓷分为结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷是指可作为工程结构材料的陶瓷，具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗氧化、耐热冲击等特点。功能陶瓷是一类具有电、磁、光、热、化学、生物特性，并具有相互转化功能的陶瓷。功能陶瓷在先进陶瓷中约占70%的市场份额，其余为结构陶瓷。

先进陶瓷零件的应用如下：

1.电子产品

随着信息产业和电子消费产业的快速发展，工业电子产品和消费电子产品将保持快速发展趋势，电子陶瓷需求量巨大。预计到2020年全球电子陶瓷需求量将超过400亿美元。电子陶瓷是先进陶瓷中技术最成熟的产品，占先进陶瓷市场份额的65%。主要用于芯片、电容器、集成电路封装、传感器、绝缘体、铁磁体、压电陶瓷、半导体、超导体等。主要材料有钛酸钡、氧化锌、锆钛酸铅、铌酸锂、氮化铝、二氧化锆和氧化铝等。

2、生物陶瓷

生物陶瓷是指直接作用于人体或与人体有关的陶瓷材料。广义上讲，凡是属于生物工程的陶瓷材料统称为生物陶瓷。作为生物陶瓷材料应具有以下功能：替代人体患病或受损的部分，作为先天缺陷部分的替代品，有助于人体组织的恢复。

目前，生物医用材料已成为各国科学家研发的热点。国内生物医用材料及产品70%-80%依赖进口，且基本为仿制。我国生物医用材料全球市场份额仅占2%，产品技术水平大多处于初级阶段。随着社会人口老龄化，到2020年，我国将需要人工关节80万套/年、血管支架160万只/年、人工晶状体/年，生物陶瓷材料的需求量将大幅增加。

除测量、诊断和治疗外，生物陶瓷主要用作生物硬组织的替代品，可应用于骨科、整形外科、口腔外科、心血管外科、眼科、耳鼻喉科和普通外科等方面。

3. 纳米陶瓷

近年来，纳米陶瓷备受关注。当所选原料及后成型晶粒达到纳米尺度时，将对陶瓷材料的制备科学、陶瓷、陶瓷工艺以及最终材料性能带来突变，从而开辟陶瓷材料更广阔的用途。

目前纳米陶瓷的制备方法主要有物理制备法、气相法和湿化学法三种。制备的纳米陶瓷粉末有：Al2O3、ZrO2、SiO2、Si2N、SiC、BaTiO3、TiO2等。纳米陶瓷的发展带动了一些新型快速烧结设备的发展，如真空烧结工艺、微波烧结工艺和等离子烧结工艺技术（SPS）。

4、低膨胀陶瓷

热膨胀系数绝对值小于210⁶/℃的材料称为低膨胀材料，膨胀系数接近于零的材料称为超低膨胀材料。低膨胀陶瓷，特别是零膨胀陶瓷或负膨胀陶瓷，可用作发动机主机部件、航空材料叶片、炉灶垫片、电路基板、天文镜毛坯和天线罩、高温观测窗、精密计量等器件、载体和过滤器、核废料固定化、密封材料等高科技材料。

5、节能环保及新能源领域使用的先进陶瓷

随着经济快速发展，能源需求快速增加，工业和生活垃圾产生量巨大，节能环保已成为国际社会日益关注的重大问题。在能源短缺和环境恶化日益严重的情况下，采用蜂窝陶瓷、热气体净化和水的节能蓄热式垃圾焚烧炉（RT0）和冶炼行业节能蓄热室的先进、高效、节能环保技术处理用陶瓷膜及设备、特高压交流输电技术及设备用系列超/特高压悬式瓷绝缘子、蓄热换热用碳化硅陶瓷元件、光伏产业用系列陶瓷产品将获得难得的发展机遇。

6、航空航天陶瓷

应用主要涉及直升机防弹装甲陶瓷、飞机刹车盘材料、卫星电池陶瓷隔膜材料、红外隐身（伪装）涂料、陶瓷轴承、导弹陶瓷天线罩材料等。目前在航空航天方面的应用研究主要集中在在火箭喷管耐热材料、航天器隔热瓦、复合工程陶瓷材料、航天器观测窗涂层等方面，特别是轻耐热、耐腐蚀、高熔点陶瓷纤维的研发和高强度。

国内相关产业政策支持

2014年，国家集成电路产业发展推进纲要关于印发2014-2016年新型显示产业创新发展行动计划的通知政策，大力推动集成电路制造企业和显示面板企业自主发展，引导产业链上下游企业加强合作，全面提高供应链本土化水平。

“十三五”时期，先进陶瓷作为新材料的重要组成部分，已进入战略性新兴产业重点产品和服务指导目录《工业“四基”发展目录》行业关键共性技术发展指南《战略性新兴产业分类》产业结构调整指导目录成为国家新兴产业发展规划的重要组成部分。先进陶瓷等新材料为我国战略性新兴产业发展壮大提供了基础支撑能力新一代信息技术、高端装备、新材料、生物、新能源汽车、新能源、节能环保、数字创意等。

“十四五”期间，我国持续推动先进陶瓷等新材料产业技术发展达到国际领先水平。 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划纲要》和2035年愿景提出，到2025年，关键新材料整体技术和应用与国际水平同步；中高端产品比重大幅提升；关键材料水平和自主保障能力显着提升，关键短板材料问题将得到有效缓解。未来先进陶瓷将被视为国家战略规划之一，将继续获得强有力的政策支持，加快关键技术领域的突破，助力我国一类战略性新兴产业的发展。

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