中國(guó)粉體網(wǎng)訊 高技術(shù)陶瓷是指以精制的高純、超細(xì)人工合成的無(wú)機(jī)化合物為原料，采用精密控制的制備工藝燒結(jié)，具有遠(yuǎn)勝過(guò)以往傳統(tǒng)陶瓷性能的新一代陶瓷，又稱為先進(jìn)陶瓷、精細(xì)陶瓷、新型陶瓷或高性能陶瓷。
高科技陶瓷值得關(guān)注的有哪些？
先進(jìn)陶瓷已逐步成為新材料的重要組成部分，成為許多高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的重要關(guān)鍵材料，備受各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的關(guān)注，其發(fā)展在很大程度上也影響著其他工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。先進(jìn)陶瓷分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷兩大類。
信息時(shí)代對(duì)電子陶瓷需求不斷攀升
與傳統(tǒng)材料相比，電子陶瓷具有傳統(tǒng)材料不可比擬的優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)。如對(duì)計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、平板電腦等領(lǐng)域產(chǎn)品的性能提升，電子陶瓷取代部分金屬與塑料部件成為必然。在信息技術(shù)的時(shí)代背景下，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。
生物陶瓷材料與3D打印技術(shù)結(jié)合成為創(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。目前，以羥基磷灰石、B-酸三和生物活性玻璃為代表的生物陶瓷材料應(yīng)用最廣泛。由于生物陶瓷材料具有良好的生物活性，同時(shí)與生物體組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成之間相似，使其在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域具有巨大發(fā)展?jié)摿Α?/p>
近年來(lái)，隨著3D打印技術(shù)的研究，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展開了全面發(fā)展，3D打印可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)患者的解決方案，包括可吸收和永久性植入物、牙科植入物、牙冠和牙橋、醫(yī)療設(shè)備部件和手術(shù)工具等。骨骼本身可以被認(rèn)為是高級(jí)的陶瓷基復(fù)合材料，原則上可以通過(guò)3D打印制造。實(shí)驗(yàn)表明，這種3D打印的人工骨具有高度的骨再生能力，甚至可以作為液體生物制劑的載體。
納米陶瓷是現(xiàn)代高科技產(chǎn)業(yè)的必然趨勢(shì)
由于尺寸的納米化大大提升了晶界數(shù)量，使材料的超塑性和力學(xué)性能大為提高，極為有效地克服了傳統(tǒng)陶瓷的弊端。同時(shí)，材料性質(zhì)主要由原子的短程序性決定，可望通過(guò)原子排列的變化而使材料具有新的性能。納米顆粒與光子、電子或位錯(cuò)的相互作用，能導(dǎo)致產(chǎn)生不尋常且有用的光學(xué)、電子及磁、力學(xué)等性能。這些，都為陶瓷產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了更為廣闊的應(yīng)用未來(lái)。
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、Si3N4、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。
高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料成為航空航天行業(yè)“寵兒”
高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料具有金屬等其他材料所不具備的優(yōu)點(diǎn)，具有耐高溫、高硬度、耐磨損、耐腐蝕、低熱膨脹系數(shù)和質(zhì)輕等特點(diǎn)，正在被廣泛應(yīng)用于冶金、建筑、電力和航空航天等行業(yè)。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。
陶瓷材料助力新能源領(lǐng)域快速發(fā)展
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(RTO)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，隨著污水、尾氣污染的排放管控更加嚴(yán)格，多孔陶瓷材料也備受關(guān)注。
縱觀人類發(fā)展史，每個(gè)時(shí)代的發(fā)展都是與新材料的發(fā)展密切相關(guān)，每一代材料的發(fā)展都推動(dòng)著新時(shí)代的到來(lái)，未來(lái)是人類永生的生物材料時(shí)代還是半人半機(jī)的信息材料時(shí)代，現(xiàn)在還是未知數(shù)，但是可以明確知道的是，在新材料時(shí)代，先進(jìn)陶瓷是當(dāng)下最為重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。中國(guó)工程院發(fā)布的《面向2035的新材料強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略研究》中指出，幾乎每一個(gè)領(lǐng)域?qū)τ谛虏牧系男枨笾卸忌婕暗较冗M(jìn)陶瓷，這足以體現(xiàn)先進(jìn)陶瓷在當(dāng)今社會(huì)的戰(zhàn)略地位。
在此背景下，中國(guó)粉體網(wǎng)將于2023年12月20-21日在湖北宜昌舉辦“第六屆新型陶瓷技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇”，屆時(shí)，清華大學(xué)潘偉教授將帶來(lái)題為《高技術(shù)陶瓷-現(xiàn)代科技不可或缺的材料》的報(bào)告，講述能“上天入地”的高科技陶瓷在現(xiàn)代科技中的重要作用。
來(lái)源：
謝志鵬等：國(guó)內(nèi)先進(jìn)陶瓷狀況與發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)
鄭四華等：高技術(shù)陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展評(píng)價(jià)及戰(zhàn)略研究
3D打印參考：生物醫(yī)療領(lǐng)域使用陶瓷3D打印面臨的挑戰(zhàn)
國(guó)瓷材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院報(bào)告、中國(guó)粉體網(wǎng)、百度詞條
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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