正在崛起的新材料———特种陶瓷

随着电子技术、空间技术、激光技术、计算机技术等新技术的兴起，以及基础理论和测试技术的发展，陶瓷材料研究突飞猛进，为了满足新技术对陶瓷材料提出的特殊性能要求，与传统陶瓷有着很大差别的一类陶瓷———特种陶瓷应运而生了。有专家预言：现在是日用陶瓷、建筑卫生陶瓷的激烈竞争，在不久的将来肯定会发展成为一场世界范围内的特种陶瓷的激烈竞争。特种陶瓷发展前景广阔，那么，特种陶瓷经历了怎样的发展历程?现状如何?未来又将朝着什么方向发展?
　　■特种陶瓷发展历程
　　一般认为，特种陶瓷是采用高度精选或合成的原料，能精确控制化学组成，按照便于进行显微结构设计和控制的制造技术加工，并且具有高性能的一类陶瓷。按其特性和用途，可将特种陶瓷大致分为结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震等特性，能作为工程结构材料使用。功能陶瓷具有电、磁、光、声、超导、化学、生物等特性，且具有相互转化功能，大致上可分为电子陶瓷、透明陶瓷、生物与抗菌陶瓷、光学、发光与红外辐射陶瓷、多孔陶瓷。
　　相关资料显示，我国从19世纪50年代开始研究特种陶瓷，材质以氧化铝陶瓷为主，60年代为适应我国电子技术与核技术的发展需要，特种陶瓷的研究与开发逐步得到了发展，氧化铍质、氧化钙质以及其它非氧化物等特种陶瓷不断问世。“七五”、“八五”期间，我国特种陶瓷的开发与应用又进入了一个新阶段，从事特种陶瓷开发研制的高等院校、科研院所和生产企业到目前为止已超过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、西北偏远地区从事特种陶瓷研制的单位以原军工企业为主。1976年前后，清华大学就成功研制出以热压方法生产氮化硅增韧氧化铝刀具。江苏省陶瓷研究所于上世纪80年代初就致力于特种陶瓷的研究开发与批量生产，先后成功地开发了纺织瓷件PTC系列、陶瓷磨擦片、压电陶瓷、泡沫陶瓷、电真空管及陶瓷过滤板等，为我国特种陶瓷的发展作出了积极贡献。广东佛山陶瓷研究所于1991年率先建成了国内第一条年产10万支陶瓷辊棒的生产线，有力地促进了建筑陶瓷的蓬勃发展。天津大学研制的“轿车发动机电控喷射系统用新型氧传感器”、“Al2O3拉晶杆”和“压电陶瓷微位补偿片”也获得了成功。其中“轿车发动机电控喷射系统用氧传感器”为国家“863”攻关项目，已形成了年产3万只的批量生产能力。“压电陶瓷微位移补偿片”是国防工程配套项目。“Al2O3拉晶杆”填补了国内在该领域的空白。台湾地区生产的摩托车现正在逐步走向陶瓷汽缸时代，并准备打入欧、美等发达国家市场。
　　■我国特种陶瓷发展现状
　　从我国特种陶瓷的发展历程可以看到，在短短的几十年间，我国特种陶瓷制备技术发展迅猛，特种陶瓷已成为当今社会不可缺少的新材料之一。然而，特种陶瓷要在我国实现产业化仍受到多种因素制约。华南理工大学材料学院教授饶平根认为，原料、技术和设备是当前国内特种陶瓷在发展时遇到的瓶颈。特种陶瓷对原料的纯度和烧结活性要求高，而目前各种高端原料都在日本;在技术上，我国的特种陶瓷生产技术水平及总体实力与美国、日本相比差距较大，特别是在实际应用、生产水平和工业化程度上仍然与发达国家相差甚远;对于烧成设备，由于非氧化物如碳化物、硼化物、硅化物等材料对烧结设备要求很高，而我国使用的设备大都依靠国外进口，而且烧结设备非常昂贵。