國(guó)內(nèi)先進(jìn)陶瓷狀況與發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)

謝志鵬 范彬彬

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，迫切要求研制與發(fā)展具有特殊性能的新一代先進(jìn)陶瓷材料。這是因?yàn)橄冗M(jìn)陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐腐蝕以及優(yōu)異的電學(xué)性能、光學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，從而在航天航空、國(guó)防軍工、機(jī)械化工、生物醫(yī)療、信息電子、核電與新能源等領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用，已成為國(guó)家某些重大工程和尖端技術(shù)中不可或缺的關(guān)鍵材料，因此具有重要的科學(xué)價(jià)值和國(guó)家戰(zhàn)略意義。

近二十年來，在國(guó)家重大工程和尖端技術(shù)中對(duì)陶瓷材料及其制備技術(shù)也提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。例如航天工業(yè)火箭發(fā)射中液氫液氧渦輪泵用的Si3N4陶瓷軸承在無潤(rùn)滑狀態(tài)下高速運(yùn)轉(zhuǎn)、激光武器需使用大尺寸大功率Nd-YAG激光透明陶瓷、地球衛(wèi)星對(duì)地監(jiān)測(cè)使用的SiC陶瓷反射鏡、大規(guī)模集成電路用高導(dǎo)熱AlN陶瓷基板、減少汽車尾氣污染的蜂窩陶瓷催化劑載體、智能終端產(chǎn)品和油電混動(dòng)車用小型化和高頻化MLCC等。

這些例子充分顯示了新一代先進(jìn)陶瓷材料對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展至關(guān)重要。特別是近年來由于各種高純氧化物、氮化物、碳化物和硼化物陶瓷的快速發(fā)展，加快了國(guó)內(nèi)對(duì)先進(jìn)陶瓷的研發(fā)及量產(chǎn)步伐，盡量縮小與世界先進(jìn)陶瓷發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)先進(jìn)陶瓷發(fā)展現(xiàn)狀，剖析了產(chǎn)業(yè)分布及產(chǎn)品應(yīng)用狀況，指出了國(guó)內(nèi)先進(jìn)陶瓷行業(yè)目前所面臨的問題、機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

1、國(guó)內(nèi)先進(jìn)陶瓷研發(fā)與產(chǎn)業(yè)分布

國(guó)內(nèi)從事先進(jìn)陶瓷研究與開發(fā)的高等院校和科研院所已達(dá)100多個(gè)單位，如清華大學(xué)、中科院上海硅酸鹽研究所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)和武漢理工大學(xué)等，為企業(yè)發(fā)展在一定程度上提供了技術(shù)支撐。這些單位研制的透明透波陶瓷、激光陶瓷、超高溫陶瓷、陶瓷切削刀具、高溫陶瓷基復(fù)合材料及其他功能陶瓷材料的性能都接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，許多技術(shù)和產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

國(guó)內(nèi)先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)分布主要集中在廣東、江蘇、山東，以及江西、湖南、浙江、河南、河北等地，其中廣東、江蘇、山東三省的先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)集中度高，在技術(shù)和產(chǎn)品方面具有競(jìng)爭(zhēng)力，圖1為國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)陶瓷代表性企業(yè)分布圖。

廣東先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，特別是在功能陶瓷和中高端結(jié)構(gòu)陶瓷與生物陶瓷領(lǐng)域，已擁有六家先進(jìn)陶瓷上市公司。深圳、佛山、潮州、東莞等地區(qū)的先進(jìn)陶瓷企業(yè)借助與香港和海外聯(lián)系便捷優(yōu)勢(shì)，其先進(jìn)陶瓷材料及零部件制造上在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，如光通訊陶瓷插芯、手機(jī)陶瓷背板、電子封裝陶瓷基板、片式陶瓷電容器、片式陶瓷電感器、5G微波介質(zhì)陶瓷、精密陶瓷零部件等占據(jù)了高附加值工業(yè)陶瓷產(chǎn)品的很大市場(chǎng)。目前大約有100多家企業(yè)，包括潮州三環(huán)、順絡(luò)電子、東方鋯業(yè)、廣東佛陶所等有一定國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的公司，還有一批在結(jié)構(gòu)陶瓷精密成型與加工上有特色的中小型企業(yè)。圖2為廣東和山東部分先進(jìn)陶瓷上市公司的銷售情況。

江蘇的宜興、蘇州、常州等地在精密紡織陶瓷、化工用結(jié)構(gòu)陶瓷、汽車尾氣凈化用蜂窩陶瓷、環(huán)保陶瓷、以及陶瓷軸承和陶瓷濾波器等領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì)，代表企業(yè)有宜興非金屬化工機(jī)械廠、宜興九榮特種陶瓷、國(guó)瓷江蘇金盛和江蘇陶瓷研究所等。其中宜興地區(qū)的精細(xì)陶瓷產(chǎn)業(yè)已形成較大的生產(chǎn)規(guī)模，從單一的Al2O3材料發(fā)展到現(xiàn)在的Al2O3、ZrO2、MgO、TiO2、SiC、Si3N4、BN、滑石瓷和堇青石等多種材料；產(chǎn)品的應(yīng)用范圍也大大擴(kuò)展，不僅大量出口，而且國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率也較高，涵蓋了許多工業(yè)領(lǐng)域，如紡織機(jī)械、電子工業(yè)、化工冶金、生物環(huán)保、5G通信等。宜興紡織機(jī)械陶瓷和汽車尾氣凈化蜂窩陶瓷在國(guó)內(nèi)占有優(yōu)勢(shì)和領(lǐng)先水平，全市工業(yè)陶瓷總產(chǎn)值近百億元。

山東的淄博和濰坊為工業(yè)陶瓷聚集區(qū)，擁有100余家工業(yè)陶瓷企業(yè)和五大類工業(yè)陶瓷產(chǎn)品，包括耐磨陶瓷內(nèi)襯、環(huán)保陶瓷、陶瓷缸套和球閥、透波石英陶瓷和Si3N4陶瓷、反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷。山東濰坊集中了我國(guó)80%以上的反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷產(chǎn)品，產(chǎn)值數(shù)十億，產(chǎn)品品種數(shù)百種、不但滿足國(guó)內(nèi)需求還大量出口到美國(guó)和歐洲等國(guó)家。山東先進(jìn)陶瓷代表性企業(yè)有山東國(guó)瓷、山東工陶院、硅苑科技、淄博華創(chuàng)、濰坊華美等，其中山東國(guó)瓷在高性能氧化物納米陶瓷粉體（如BaTiO3、ZrO2、Al2O3）方面已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，產(chǎn)品銷往國(guó)內(nèi)外。

湖南的婁底市和新化縣是我國(guó)Al2O3電子陶瓷、Al2O3精密瓷件及滑石瓷的主要產(chǎn)地，集中了近百家企業(yè)。產(chǎn)品涵蓋了用于溫控器的95Al2O3或滑石瓷、電光源陶瓷系列、耐熱陶瓷系列、水滑片陶瓷系列、新能源汽車用陶瓷繼電器外殼等，涌現(xiàn)了像婁底安地亞斯電子陶瓷和湖南美程陶瓷科技這樣為比亞迪等新能源汽車提供系列絕緣電子陶瓷的企業(yè)，以及湖南新化鑫星電子陶瓷這樣的國(guó)內(nèi)最大的陶瓷水滑片生產(chǎn)龍頭企業(yè)，此外，湖南醴陵在高壓電瓷和精密陶瓷方面也形成了一定的產(chǎn)業(yè)群，集中了一批像湖南醴陵特種電瓷電器、醴陵華鑫電瓷電器、湖南株洲湘火炬火花塞公司是全國(guó)最大陶瓷火花塞制造企業(yè)，產(chǎn)品銷往國(guó)內(nèi)外。

河北唐山依然是我國(guó)各種Al2O3陶瓷管和理化瓷的產(chǎn)地，產(chǎn)品主要有Al2O3陶瓷管、熱電偶保護(hù)管、高溫爐件、絕緣瓷件等，除了滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還出口到歐美和韓國(guó)等亞洲國(guó)家。集中了一批像唐山陶瓷集團(tuán)工業(yè)試驗(yàn)廠、唐山科碩特陶制造等有影響力的企業(yè)。

河南鄭州及周邊地區(qū)依然是Al2O3陶瓷粉末及制品的重要產(chǎn)地，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到數(shù)十億，集中了一批像中國(guó)鋁業(yè)鄭州研究院、河南濟(jì)源兄弟材料等有影響力的企業(yè)。河南焦作則集中了一批ZrO2陶瓷粉末和制品的企業(yè)，如焦作市維納科技、焦作李封工業(yè)等公司。

江西景德鎮(zhèn)作為中國(guó)瓷都，在Al2O3電真空管殼及新能源汽車絕緣瓷件的生產(chǎn)企業(yè)較為集中，如景德鎮(zhèn)景龍?zhí)靥?、景華特陶、海川特陶和品安特陶等企業(yè)，其工藝技術(shù)主要來自原國(guó)營(yíng)九九九廠。此外還有一些壓電陶瓷、蜂窩陶瓷、B4C防彈陶瓷、ZrO2陶瓷插芯、滑石瓷的精密陶瓷企業(yè)。圖3為景德鎮(zhèn)景龍?zhí)靥盏腁l2O3真空滅弧室產(chǎn)品。江西萍鄉(xiāng)在化學(xué)工業(yè)陶瓷、耐磨陶瓷、環(huán)保過濾陶瓷膜和高壓電瓷等方面聚集度高，是我國(guó)化工陶瓷和高壓電瓷的重要產(chǎn)地，涌現(xiàn)出一批有規(guī)模有影響力的企業(yè)，如萍鄉(xiāng)龍發(fā)實(shí)業(yè)、中材江西電瓷電氣等，其產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)占據(jù)較高份額。此外，還有上百家中小陶瓷企業(yè)。

2、國(guó)內(nèi)先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用狀況

伴隨著我國(guó)先進(jìn)陶瓷材料制備技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)的強(qiáng)勁需求，先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣闊，不僅在化工冶金、機(jī)械制造、電力電子、能源環(huán)保等傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，而且在我國(guó)航天航空、深空探測(cè)、現(xiàn)代通訊、消費(fèi)電子和國(guó)防軍工等尖端技術(shù)領(lǐng)域獲得愈來愈多的應(yīng)用。

2.1 機(jī)械化工領(lǐng)域

我國(guó)作為機(jī)械工業(yè)中廣泛使用陶瓷密封件的最大生產(chǎn)國(guó)，主要采用耐磨和抗腐蝕性能優(yōu)異的SiC、SiC/C、Al2O3、Si3N4陶瓷材料，特別是近幾年通過常壓燒結(jié)亞微米SiC粉末制成的細(xì)晶單相SiC產(chǎn)品，具有出色的抗腐蝕性，已在化工廠、煉油廠、離心機(jī)、水動(dòng)渦輪和油井的大型泵上應(yīng)用。SiC陶瓷滑動(dòng)密封環(huán)即使在更小型的應(yīng)用上也能保證安全和長(zhǎng)效，如汽車上的燃油泵和冷卻水泵等。國(guó)內(nèi)代表性企業(yè)有鄭州華碩、上海華碩、浙江東新和北京中興實(shí)強(qiáng)等，行業(yè)產(chǎn)值已達(dá)數(shù)十億余元。

在石油、化工、電力和冶金等工業(yè)領(lǐng)域中，需要大量的閥門。近年來許多單位在陶瓷閥門的研制與生產(chǎn)上日趨成熟，產(chǎn)量和應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，涌現(xiàn)一批陶瓷閥門的專業(yè)廠家，如福建智勝特陶、東莞信柏、天津圣凱閥門和山東硅苑等公司。產(chǎn)品不但滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，還有不少出口。陶瓷閥門的材料包括Al2O3、ZrO2、ZTA和SiC等陶瓷，常見的種類有球閥、閘閥和碟閥等。目前山東淄博華創(chuàng)是最大的陶瓷缸套生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)品除了滿足國(guó)內(nèi)油田使用，還出口到美國(guó)和中東等國(guó)家。

2.2新能源汽車與環(huán)保領(lǐng)域

隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，諸如繼電器外殼、動(dòng)力電池密封連接器和陶瓷熔斷器等Al2O3絕緣陶瓷產(chǎn)品需求大幅增加，這些產(chǎn)品常具備固定、支撐、隔離、保護(hù)及連接等作用，圖4示出了具體產(chǎn)品。高壓高電流的電路在斷閉時(shí)會(huì)產(chǎn)生電弧，此時(shí)受到陶瓷繼電器外殼的冷卻和表面吸附作用，使產(chǎn)生的電弧迅速熄滅，從而杜絕汽車電路因電弧引發(fā)的短路起火。目前，生產(chǎn)新能源汽車和電真空用的Al2O3絕緣陶瓷主要分布在江西景德鎮(zhèn)、湖南婁底等地。

隨著我國(guó)環(huán)境污染面臨的壓力，用于高溫?zé)煔饷摿?、氣固分離、污水凈化的過濾陶瓷或陶瓷過濾膜產(chǎn)品快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)已有江蘇久吾高科、山東工陶院、宜興化機(jī)廠等數(shù)十家企業(yè)生產(chǎn)各類陶瓷過濾膜管和組件，甚至到污水處理和高溫?zé)煔馓幚淼沫h(huán)保工程承包的整體服務(wù)。

2.3通信與消費(fèi)電子領(lǐng)域

微波介質(zhì)陶瓷廣泛應(yīng)用于微波諧振器、濾波器、振蕩器、電容器及微波基板等，是移動(dòng)通訊、衛(wèi)星通訊、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、藍(lán)牙技術(shù)及無線局域網(wǎng)等現(xiàn)代微波通訊的關(guān)鍵材料。介質(zhì)諧振器和濾波器是用量最大的微波介質(zhì)陶瓷器件，目前，我國(guó)是移動(dòng)通信用微波介質(zhì)諧振器和濾波器的最大市場(chǎng)。近年來，微波陶瓷器件正向片式化、微型化甚至集成化方向發(fā)展。國(guó)內(nèi)知名企業(yè)有江蘇燦勤科技、蘇州艾福電子、廣東國(guó)華新材料、蘇州東山精密制造和浙江嘉康電子等。

伴隨我國(guó)快速發(fā)展的智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)，新一代高性能納米ZrO2陶瓷已在手機(jī)外殼和指紋識(shí)別中獲得應(yīng)有。幾年前華為公司在全球第一個(gè)發(fā)布了采用高性能的黑色納米ZrO2陶瓷外殼手機(jī)P7，近兩年小米、OPPO、三星等知名品牌手機(jī)的先后采用各種顏色的納米ZrO2陶瓷背板。最新發(fā)展起來的指紋識(shí)別智能手機(jī)，需采用0.15mm的納米陶瓷薄片替代傳統(tǒng)的玻璃材料。目前國(guó)內(nèi)潮州三環(huán)和東莞信柏等公司已形成規(guī)模化生產(chǎn)，供應(yīng)國(guó)內(nèi)外大品牌手機(jī)廠商，如蘋果，三星和華為。隨著5G商用時(shí)代到來，納米ZrO2陶瓷背板成為最佳備選材料，目前中國(guó)走在前面，全球90%以上的陶瓷背板由中國(guó)制造。

2.4航空航天領(lǐng)域

連續(xù)碳纖維增韌SiC陶瓷基復(fù)合材料，是先進(jìn)航空航天器制造能力的戰(zhàn)略性新型先進(jìn)陶瓷材料。目前近二十種這類材料的構(gòu)件應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等。液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的Cf/SiC噴管，國(guó)內(nèi)西工大、國(guó)防科大和中科院上硅所是最早研發(fā)成功的。另外一類重要的航空材料是碳纖維/碳復(fù)合材料，這種C/C復(fù)合材料首先是由碳纖維制成多孔隙的預(yù)制體，然后采用浸漬樹脂炭化，或者采用CVD/CVI的方式將多孔預(yù)制體中孔隙填充而獲得的，采用C/C復(fù)合材料制備的飛機(jī)剎車盤，目前中南大學(xué)及博云公司已形成了規(guī)模生產(chǎn)的能力。

3、我國(guó)先進(jìn)陶瓷面臨的問題、機(jī)遇和挑戰(zhàn)

（1）MLCC電子陶瓷高端元器件還被國(guó)外壟斷

MLCC在國(guó)際電子制造業(yè)中 占據(jù)越來越重要的位置，尤其是隨著消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信、網(wǎng)絡(luò)、汽車、工業(yè)和國(guó)防終端客戶的需求日益增多，全球市場(chǎng)達(dá)到百億美元，并以每年10%～15%的速度增長(zhǎng)。日本是MLCC的生產(chǎn)大國(guó)，日本村田、京瓷、太陽誘電株式會(huì)社和TDK-EPC，韓國(guó)的三星電機(jī)，我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的華新科技和國(guó)巨等公司都是全球著名的 MLCC生產(chǎn)企業(yè)。MLCC的主流發(fā)展趨勢(shì)是小型化、大容量、薄層化、堿金屬化、高可靠性；單層陶瓷膜已達(dá)到0.5μm。

（2）高性能微波介質(zhì)陶瓷及元器件還有差距

微波介質(zhì)陶瓷廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信、導(dǎo)航、全球衛(wèi)星系統(tǒng)、雷達(dá)、藍(lán)牙技術(shù)及無線局域網(wǎng)等領(lǐng)域。由于構(gòu)成微波介質(zhì)陶瓷的濾波器、諧振器和振蕩器等元器件在5G網(wǎng)絡(luò)中被廣泛使用，其質(zhì)量在很大程度上決定了微波通信產(chǎn)品的最終性能、尺寸極限與成本。低損耗、高穩(wěn)定性和可調(diào)制的微波電磁介質(zhì)材料是如今國(guó)際上的核心技術(shù)，目前微波介質(zhì)材料和器件的生產(chǎn)水平以日本村田、京瓷和TDK-EPC，美國(guó)Trans-Tech等公司為最高。國(guó)內(nèi)武漢凡谷、大富科技、深圳順絡(luò)和江蘇燦勤等企業(yè)與國(guó)際知名大企業(yè)相比較，但在技術(shù)水平、產(chǎn)品品種和生產(chǎn)規(guī)模上仍有較大差距。

（3）易燒結(jié)細(xì)晶Al2O3粉體及高端Al2O3制品

許多高端的Al2O3陶瓷產(chǎn)品，如Al2O3體系的生物陶瓷、陶瓷基板、耐磨紡織瓷件和電子真空瓷件等所使用的Al2O3粉末還依賴從日本、德國(guó)和美國(guó)進(jìn)口。特別是制備Al2O3含量為99.5%、99.7%、99.8%、99.9%的晶粒細(xì)小、結(jié)構(gòu)均勻、機(jī)電性能和耐磨性好Al2O3陶瓷零部件。國(guó)內(nèi)廠家在Al2O3粉末的雜質(zhì)含量控制、燒結(jié)活性，特別是燒結(jié)成瓷后的顯微結(jié)構(gòu)均勻性和材料性能上還具有差距。

（4）高純度高活性AlN、Si3N4和SiC等陶瓷粉料

高性能AlN、Si3N4、SiC和B4C等非氧化物陶瓷粉末，國(guó)內(nèi)尚缺乏一流的生產(chǎn)供應(yīng)商。例如用于制備高強(qiáng)度陶瓷軸承的Si3N4粉末主要依賴從日本宇部興產(chǎn)株式會(huì)社進(jìn)口、半導(dǎo)體芯片封裝用的高導(dǎo)熱基板用AlN陶瓷粉主要從日本德山曹達(dá)等公司進(jìn)口，而高性能的SiC陶瓷粉末還需從法國(guó)圣戈班公司進(jìn)口，高品質(zhì)的防彈裝甲用B4C和超高溫陶瓷用ZrB2等粉末需從德國(guó)H.C.Starck等公司進(jìn)口，特別是核電站中子吸收用的核級(jí)B4C原料存在較大差距。

（5）高導(dǎo)熱AlN和Si3N4陶瓷基板

隨著新能源汽車、高鐵、風(fēng)力發(fā)電和5G基站的快速發(fā)展，這些新產(chǎn)業(yè)中所用的大功率IGBT模塊對(duì)最新一代的高導(dǎo)熱高強(qiáng)度的AlN和Si3N4陶瓷基板需求巨大，僅株洲中車集團(tuán)每年需求量就達(dá)500萬片。日本京瓷和美國(guó)羅杰斯等公司都可批量生產(chǎn)和提供覆銅刻蝕的Si3N4陶瓷基板。國(guó)內(nèi)起步較晚，但近幾年大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和一些企業(yè)都在加快研發(fā)并取得較大進(jìn)展，其導(dǎo)熱率>90W·m-1·K-1，抗彎強(qiáng)度>700MPa，斷裂韌性>6.5MPa·m1/2，但距產(chǎn)業(yè)化還有一定差距。同時(shí)，國(guó)內(nèi)的陶瓷基板覆銅技術(shù)尚不能完全達(dá)到對(duì)覆銅板的嚴(yán)格考核，產(chǎn)品以進(jìn)口為主。

（6）生物陶瓷髖關(guān)節(jié)

生物陶瓷髖關(guān)節(jié)市場(chǎng)需求巨大，全球平均每2分鐘就有一例陶瓷髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)，對(duì)該材料性能和可靠性要求非常高，使用壽命可達(dá)20年以上。目前，陶瓷髖關(guān)節(jié)主要由德國(guó)賽瑯泰克和日本京瓷等公司生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)每年需進(jìn)口數(shù)十萬套。德國(guó)賽瑯泰克生產(chǎn)的ZrO2和SrAl12-xCrxO19板狀晶協(xié)同增強(qiáng)增韌Al2O3基復(fù)相陶瓷材料，其抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性分別達(dá)到1380MPa和6.5 MPa·m1/2。

（7）長(zhǎng)壽命高耐磨陶瓷軸承球和軸承

在航天發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)力發(fā)電和數(shù)控機(jī)床等高端裝備所使用的陶瓷軸承，不但要求高的力學(xué)性能和熱學(xué)性能，而且還需優(yōu)異的耐磨性、可靠性和長(zhǎng)壽命。目前國(guó)產(chǎn)的Si3N 4陶瓷軸承球與日本東芝還有明顯差距，與著名的瑞典SKF、德國(guó)FAG和日本KOYO等軸承公司相比，我國(guó)的軸承還處于產(chǎn)業(yè)鏈的中低端，像風(fēng)電和數(shù)控機(jī)床等高端產(chǎn)品還依賴進(jìn)口。

（8）切削金屬用陶瓷或金屬陶瓷刀頭

在汽車、冶金、航天航空領(lǐng)域的機(jī)械加工中大量使用陶瓷刀頭，據(jù)統(tǒng)計(jì)市場(chǎng)需求達(dá)數(shù)十億元，目前大量進(jìn)口。陶瓷刀具材料包括Al2O3基、Si3N4基、Sialon陶瓷、ZTA和Ti（N，C）體系等，要求具有高硬度、高強(qiáng)度和高可靠性。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)只能生產(chǎn)少量非氧化物陶瓷刀具，像汽車產(chǎn)業(yè)加工用量巨大的氧化物陶瓷刀具還依賴從瑞典Sandvik、日本京瓷和NTK、德國(guó)CeramTec等公司進(jìn)口。

（9）大尺寸透明透波陶瓷

在軍工國(guó)防用到的透明和透紅外線陶瓷材料，如Y2O3、MgO、AlON、MgAl2O4陶瓷以及具有激光特性的Nd：YAG透明陶瓷。目前我國(guó)的技術(shù)還限于制備小尺寸產(chǎn)品，而像美國(guó)surmet等公司已可制備0.5m以上的大尺寸透明透波陶瓷，我國(guó)無論在工藝技術(shù)和裝備上與其均有差距。

（10）半導(dǎo)體晶圓產(chǎn)線上陶瓷治具與CVD加熱盤

半導(dǎo)體晶圓生產(chǎn)線上需要使用到大量的陶瓷結(jié)構(gòu)件，如陶瓷盤、陶瓷手臂、陶瓷環(huán)和保持架等，涵蓋了Al2O3、AlN和SiC等多種陶瓷材料，要求材料純度高、致密均勻、產(chǎn)品加工精度和光潔度極高。國(guó)內(nèi)只有少數(shù)幾家企業(yè)提供部分這類產(chǎn)品，像高端的AlN和SiC陶瓷備件還得依賴進(jìn)口。特別是半導(dǎo)體CVD設(shè)備中所需AlN和SiC陶瓷加熱盤與卡盤。

4、結(jié) 語

全球先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)已達(dá)到數(shù)萬億級(jí)的市場(chǎng)規(guī)模，中國(guó)企業(yè)累計(jì)在數(shù)千億級(jí)，僅占全球10%～15%，還有很大的上升空間。無論是中國(guó)市場(chǎng)和國(guó)際市場(chǎng)對(duì)先進(jìn)陶瓷粉體與產(chǎn)品需求依然強(qiáng)勁，中國(guó)先進(jìn)陶瓷企業(yè)仍然具有很多發(fā)展機(jī)會(huì)和潛力。

特別是近幾年隨著我國(guó)5G基站、5G通信、新能源汽車、消費(fèi)電子、生物醫(yī)療、軌道交通、半導(dǎo)體芯片與封裝、機(jī)器人與人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的加速發(fā)展，對(duì)電子功能陶瓷、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷、納米陶瓷粉體、高端電子陶瓷元器件和機(jī)構(gòu)陶瓷零部件需求巨大，中國(guó)已成為全球最大的先進(jìn)陶瓷市場(chǎng)。

2021年始，先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)將迎來一個(gè)新的爆發(fā)增長(zhǎng)期，這也為我國(guó)先進(jìn)陶瓷的新材料、新產(chǎn)品、新技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化帶來新的機(jī)遇。

（作者1系清華大學(xué)新型陶瓷與精細(xì)工藝國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 博士、教授）

（作者2系景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）