編譯/辛妍

幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，陶瓷材料專門(mén)用于餐具和建材。19世紀(jì)中葉，耐火材料和磨料磨具技術(shù)的發(fā)展促成了現(xiàn)代冶金、玻璃等行業(yè)的發(fā)展，并成為陶瓷的第一個(gè)工業(yè)應(yīng)用?！跋冗M(jìn)陶瓷”或“新型陶瓷”出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，用以指定一個(gè)能讓新技術(shù)走向成熟的新的具有特殊物理性能的工程材料世界。

尤其是近幾十年來(lái)，納米技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)在廣泛的行業(yè)領(lǐng)域改變了技術(shù)和材料。通過(guò)使制造商能夠在納米級(jí)微調(diào)和修改材料結(jié)構(gòu)，納米技術(shù)使陶瓷實(shí)現(xiàn)特定的最終性能成為可能。陶瓷工業(yè)也受益于納米技術(shù)產(chǎn)生的材料革命，由納米結(jié)構(gòu)陶瓷粉生產(chǎn)的元件、設(shè)備或涂層更強(qiáng)、更輕、更耐用，或者具有更好的導(dǎo)電性。

可以說(shuō)，具有良好隔熱性、重量輕、熔點(diǎn)高、有彈性、有拉伸強(qiáng)度和化學(xué)惰性等新型陶瓷現(xiàn)在幾乎應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，從醫(yī)療、電子、汽車、工業(yè)，甚至是體育方面，無(wú)一不見(jiàn)新型陶瓷的蹤影。

生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

大量的陶瓷材料被用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中。尤其在過(guò)去的二十年里，陶瓷材料在植入設(shè)備中的使用一直在大量增加。而在未來(lái)，陶瓷將可能會(huì)應(yīng)用到基因治療和組織工程中。

陶瓷一直被牙科使用，因?yàn)樘沾裳例X可以與患者的天然牙齒匹配。傳統(tǒng)上，牙套包括金屬支架和金屬絲。但是，有很多人由于擔(dān)心“金屬嘴”而拒絕戴牙套，并因而錯(cuò)失了展現(xiàn)自己美麗笑容的機(jī)會(huì)。為此，正畸研究著力于較不可見(jiàn)的材料選項(xiàng)，比如陶瓷。陶瓷牙套與金屬牙套同樣有效，但在正常距離幾乎看不到，從而對(duì)佩戴者更有吸引力。好萊塢著名影星湯姆·克魯斯的微笑就得益于陶瓷牙套。

在關(guān)節(jié)置換方面，強(qiáng)度和韌性的完美結(jié)合，加之生物惰性屬性和低磨損率，一種被稱為氧化鋯的特殊類型的陶瓷氧化物現(xiàn)在已經(jīng)取代了氧化鋁在諸如股骨頭全髖關(guān)節(jié)置換中的應(yīng)用。氧化鋯頭的強(qiáng)度是氧化鋁頭的兩倍，因此股骨頭的直徑可以降至小于26毫米，從而減少人工全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)中病人的創(chuàng)傷。其他可以受益于氧化鋯植入物的應(yīng)用包括膝關(guān)節(jié)、肩、指骨關(guān)節(jié)和脊柱植入。另外，該材料也正在應(yīng)用于內(nèi)窺鏡組件和起搏器蓋。

陶瓷在植入設(shè)備方面的最新應(yīng)用，可能是2013年9月由美國(guó)加利福尼亞大學(xué)河濱分校的研究團(tuán)隊(duì)新開(kāi)發(fā)的陶瓷透明頭骨植入物。這種陶瓷透明頭骨植入物使用的是與目前用于髖關(guān)節(jié)植入和牙冠體一樣的陶瓷材料——釔安定化氧化鋯（yttria-stabilised zirconia ，YSZ），并經(jīng)過(guò)處理使之透明?；诩す獾闹委煼椒ǔ兄Z能治療多種腦疾病，但要實(shí)現(xiàn)這一承諾一直受制于需要部分顱骨切除來(lái)進(jìn)入大腦這一事實(shí)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)醫(yī)療激光無(wú)法穿透頭骨。

由加州大學(xué)河濱分校的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的這一透明YSZ植入物通過(guò)在頭骨上提供一個(gè)永久的植入視窗解決了這一問(wèn)題。通過(guò)它醫(yī)生可以對(duì)大腦進(jìn)行基于激光的治療，并且無(wú)需像以前那樣，要反復(fù)地進(jìn)行部分顱骨切除來(lái)進(jìn)入大腦。這是通向創(chuàng)新的新概念的關(guān)鍵的第一步，它為視覺(jué)上長(zhǎng)期經(jīng)常性地按需求、在大片區(qū)域進(jìn)入大腦提供了臨床上的可行手段。該校工程學(xué)院的機(jī)械工程教授Guillermo Aguilar說(shuō)，這是將科幻小說(shuō)中的想法付諸于事實(shí)的例子。雖然該團(tuán)隊(duì)的YSZ視窗不是第一個(gè)被報(bào)道過(guò)的透明頭骨植入物，但是它卻是第一個(gè)可能能在人體使用的，并且很有可能對(duì)患者有積極的影響。它的使用增強(qiáng)了安全性，也可以讓病人減少面臨尷尬的局面，因?yàn)樗档土酥踩胛锏囊资芄粜?，從而可以盡量減少對(duì)顯眼的防護(hù)頭盔的需求。這一新材料的使用，有可能最終改善患有威脅生命的神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者，如腦腫瘤和腦外傷患者的治療方案選擇。

電子陶瓷材料

如果沒(méi)有陶瓷，全球近2兆美元的電子產(chǎn)業(yè)將不復(fù)存在。陶瓷材料廣泛的電氣性能包括絕緣、半導(dǎo)電、超導(dǎo)、壓電和磁等，這是手機(jī)、電腦、電視和其他消費(fèi)類電子產(chǎn)品的關(guān)鍵。目前，全球電子陶瓷材料市場(chǎng)估計(jì)約為90億美元。

使用手機(jī)對(duì)健康影響是個(gè)持續(xù)的爭(zhēng)論。國(guó)際安全法規(guī)界定特定能量吸收率（specific energy absorption rate，SAR），以鼓勵(lì)優(yōu)化輻射功率與用戶大腦吸收的能量的比率。美國(guó)摩根高級(jí)陶瓷公司（Morgan Advanced Ceramics）為領(lǐng)先的微型天線專門(mén)制造商Sarantel開(kāi)發(fā)了一種特種陶瓷，為下一代手機(jī)天線鋪平了道路。這一天線設(shè)計(jì)專利被稱為PowerHelix。PowerHelix天線設(shè)計(jì)降低了可能會(huì)對(duì)用戶的皮膚造成入射磁場(chǎng)的電流損失，天線產(chǎn)生的輻射是其他系統(tǒng)的5%。

陶瓷的耐高溫能力是其已被開(kāi)發(fā)使用的屬性中最眾所周知的屬性之一。2013年8月，美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室和波士頓學(xué)院的科學(xué)家們確定了一種新型陶瓷（立方硼砷化物），其性能甚至可以優(yōu)于目前電子設(shè)備中的熱傳導(dǎo)冠軍——鉆石。隨著微電子設(shè)備變得更小、更快、功能更強(qiáng)大，熱管理越來(lái)越變成一項(xiàng)重大的挑戰(zhàn)。該團(tuán)隊(duì)的研究人員通過(guò)應(yīng)用無(wú)參數(shù)計(jì)算技術(shù)來(lái)計(jì)算立方III-V族硼化合物的熱導(dǎo)率，該方法在預(yù)測(cè)電子性質(zhì)中更常用。團(tuán)隊(duì)的工作在定量水平上為熱傳導(dǎo)的性質(zhì)提供了新見(jiàn)解，并且預(yù)測(cè)了一種新材料，它具有超高的熱導(dǎo)性，或許可以被應(yīng)用在被動(dòng)冷卻系統(tǒng)中。如果這些令人振奮的結(jié)果能通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，它將會(huì)為具有硼砷化物的被動(dòng)冷卻應(yīng)用開(kāi)啟新的機(jī)會(huì)，同時(shí)，它也將表明，這種理論上的工作可以在確定新高導(dǎo)熱材料中發(fā)揮重要的指導(dǎo)作用。

壓電陶瓷應(yīng)用廣泛，例如近期最成功的商業(yè)飛機(jī)之一波音777在位于每架飛機(jī)的60個(gè)超聲波油箱探頭內(nèi)均使用了壓電陶瓷材料。由于不論飛行器在什么方向都能提供高精度的讀數(shù)，類似的超聲波燃料探頭也被用在戰(zhàn)斗機(jī)和其他遙感應(yīng)用中。壓電陶瓷使用的廣泛性促使了這方面的研發(fā)持續(xù)不斷。

2014年2月，英國(guó)利茲大學(xué)（Leeds University）的衍生公司創(chuàng)造出一種壓電材料，能夠在高溫、高壓、極端沖擊和高應(yīng)力環(huán)境中工作。這種新型陶瓷材料（由Ionix Advanced Technologies公司開(kāi)發(fā)的鉍、鐵、鈦、鉀氧化物的組合）將被納入狀態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備，提供使用當(dāng)前設(shè)備無(wú)法獲取的功能。初始應(yīng)用有望使用在必須承受高達(dá)500oC的系統(tǒng)中。Ioni x公司的CTO Tim Comyn博士說(shuō)，現(xiàn)在美國(guó)也有一些耐高溫材料，比如鈧（Scandium），但它比鉑還要貴，而且只能在世界上的某些地方提取，所以有安全供應(yīng)的問(wèn)題。另外還有一些其它類別的可用材料，但由于制造方法新穎復(fù)雜，通常它們都相當(dāng)昂貴。而他們的新材料與現(xiàn)有的壓電陶瓷制造方法兼容，可以用與當(dāng)前材料（如鋯鈦酸鉛PZT）類似的成本進(jìn)行大批量生產(chǎn)。該材料的潛在市場(chǎng)包括航空航天、石油、天然氣及核電等，估計(jì)每年會(huì)超過(guò)5億英鎊。

汽車

陶瓷從一開(kāi)始在汽車中就很重要，早在20世紀(jì)20年代就用于火花插絕緣子和玻璃窗戶。汽車中的計(jì)算機(jī)控制和其他電子產(chǎn)品中也使用大量的陶瓷基板和組件，它們對(duì)設(shè)備的性能至關(guān)重要。此外，許多電機(jī)在現(xiàn)代汽車中用于自動(dòng)調(diào)節(jié)座椅和車窗等，而多數(shù)這種馬達(dá)中都使用陶磁鐵。同時(shí)，陶瓷組件也被引入重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)和氣閥構(gòu)件。

現(xiàn)代汽油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)包括維持或提高性能，同時(shí)降低二氧化碳的排放。發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)師一直在尋找替代辦法，以降低成本和排放，同時(shí)提高燃油經(jīng)濟(jì)性和性能。改進(jìn)汽車設(shè)計(jì)的方法之一是材料替代。由于其獨(dú)特的耐熱、耐磨損和耐腐蝕性，以及重量輕、隔熱和電絕緣等特性，陶瓷可能會(huì)成為未來(lái)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中許多關(guān)鍵組件的使用技術(shù)。未來(lái)的汽車中也可能會(huì)在燃油系統(tǒng)的耐磨損應(yīng)用中、氣閥的額外組件閥門(mén)和閥座中使用陶瓷。另外，未來(lái)派汽車或許會(huì)使用陶瓷燃料電池實(shí)現(xiàn)近零排放的操作。

2013年8月，由英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室（National Physical Laboratory，NPL）帶領(lǐng)的研究人員創(chuàng)造出一種新陶瓷材料，并使用這一材料建立了一個(gè)電容器原型。團(tuán)隊(duì)聲稱，與傳統(tǒng)的使用液體電解質(zhì)或聚合物材料制成的設(shè)備相比，新電容器可以在溫度超過(guò) 200oC時(shí)仍然接近正常工作效率，而且能存儲(chǔ)更多的能量。尤其是，它能夠在標(biāo)準(zhǔn)的制造方法下用相對(duì)廉價(jià)的原材料通過(guò)傳統(tǒng)的多層設(shè)計(jì)制成。

總部位于密歇根州Southfield的Federal-Mogul Corp公司于2013年9月推出了一種新的高性能火花塞SureFire Plus，能提供更高的電壓、延長(zhǎng)插頭壽命，并且設(shè)計(jì)成可以高效融入到日益擁擠的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭中，以應(yīng)對(duì)現(xiàn)代高輸出汽油發(fā)動(dòng)機(jī)日益增加的熱、電壓和其他要求。在新火花塞中，陶瓷絕緣體是電極之間的唯一障礙，它迫使火花跳轉(zhuǎn)過(guò)間隙，啟動(dòng)燃燒。在SureFire Plus火花塞上獲得的空前水平的陶瓷性能可以讓新一代點(diǎn)火系統(tǒng)封裝更小，卻能提供更大的能量，且更耐用。該公司目前正在試生產(chǎn)新插頭，預(yù)計(jì)從2014年5月開(kāi)始進(jìn)行大批量制造。

從2014年9月開(kāi)始，所有被歐盟委員會(huì)的規(guī)則所覆蓋的新客運(yùn)和許多輕量商用車將需要使用“Euro 6”認(rèn)證的發(fā)動(dòng)機(jī)。為響應(yīng)這一舉措，汽車制造商和各種研究小組都在加緊其過(guò)濾研發(fā)。

過(guò)濾

全球水資源的匱乏，加之人口的不斷增長(zhǎng)，使人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到更有效地進(jìn)行水的生產(chǎn)和再利用的重要性和必要性。使用大量水的工業(yè)，包括食品和能源行業(yè)等，都越來(lái)越多地在尋找可持續(xù)的過(guò)濾解決方案，以提高工業(yè)用水的重復(fù)利用效率。

聚合物或陶瓷管狀膜目前在多種工業(yè)和公共污水處理應(yīng)用中被用于清潔、保護(hù)和再利用水，包括污水處理廠、建筑，甚至是游船。目前，聚合物膜約占膜過(guò)濾市場(chǎng)的75%，在其余的25%中，陶瓷占絕大多數(shù)，另外還包括少量的其它材料，如金屬膜。陶瓷膜在乳品生產(chǎn)和果汁的澄清中很常見(jiàn)，而聚合物膜目前主導(dǎo)污水處理行業(yè)。由于陶瓷材料優(yōu)異的化學(xué)性和耐磨損性，在某些應(yīng)用中它們優(yōu)于聚合物膜。陶瓷能承受的pH值范圍為0～14，而聚合物膜只能承受一個(gè)更窄的pH范圍：聚合物膜可以承受抗中性、酸性或堿性的pH值腐蝕，但一般來(lái)說(shuō)，同一種材料不能在所有的三個(gè)范圍內(nèi)起作用。

陶瓷和聚合物都不可避免地會(huì)結(jié)垢，但當(dāng)涉及有就地清潔（clean-in-place，CIP）過(guò)程的系統(tǒng)時(shí)，陶瓷可以提供更廣泛的選擇。在過(guò)濾含有油或脂肪酸（例如表面活性劑）的水時(shí)，高品質(zhì)的陶瓷膜更能抵抗結(jié)垢，而且無(wú)需添加分散劑。并且在一些應(yīng)用中，膜必須要使用苛刻的化學(xué)品進(jìn)行清潔，同時(shí)要能承受來(lái)自于兩個(gè)方向的高壓力。這在反沖洗時(shí)尤其必要，因?yàn)樗枰乐乖谀さ谋砻嫔匣蛟诳紫吨行纬晌酃笇佣档湍さ倪^(guò)濾能力。陶瓷可以承受過(guò)氧化化學(xué)清潔劑或高溫蒸汽清洗，但這對(duì)聚合物就成問(wèn)題。燃燒、高溫的空氣清潔處理可用于陶瓷，但很可能會(huì)熔化聚合物膜。因此，在需要特殊消毒的醫(yī)療行業(yè)，陶瓷膜應(yīng)用廣泛。

行業(yè)在采用中水回用和保護(hù)方法的同時(shí)，也正試圖減少設(shè)施中這類活動(dòng)的碳足跡。這時(shí)，膜的選擇和設(shè)計(jì)正發(fā)揮著重要作用。陶瓷具有更高的強(qiáng)度和剛性，使得它們?cè)趬毫ο掠斜染酆衔锔玫某叽绶€(wěn)定性。

2013年9月，丹麥LiqTech國(guó)際公司的碳化硅新型陶瓷過(guò)濾技術(shù)已經(jīng)通過(guò)了NSF國(guó)際（一家總部位于密歇根州安阿伯市的公共健康和安全組織）的飲用水認(rèn)證。該公司表示，現(xiàn)在可以用碳化硅過(guò)濾器元件替代砂過(guò)濾器、筒式過(guò)濾器和傳統(tǒng)的聚合物，應(yīng)用于去除地下水中的沉淀鹽、去除地表水中的有機(jī)懸浮物和腐殖酸，或者在淡化前過(guò)濾海水。該過(guò)濾膜完全由碳化硅生成，可以耐整個(gè)PH值范圍的化學(xué)腐蝕，耐高溫達(dá)800oC，大約有45%的孔隙率，在所有過(guò)濾材料中可過(guò)濾流量最高。除飲用水外，單片碳化硅單元的應(yīng)用還包括過(guò)濾含油污水和工業(yè)生產(chǎn)用水、化工、制藥和生物技術(shù)過(guò)濾以及食品和飲料行業(yè)。另外，作為新型陶瓷，碳化硅的化學(xué)性和耐溫性使得它可以應(yīng)用在其他聚合物過(guò)濾器無(wú)法應(yīng)用的地方，且過(guò)濾器可以經(jīng)受化學(xué)清洗，甚至是蒸汽滅菌。

未來(lái)，企業(yè)可能需要適應(yīng)開(kāi)發(fā)自己的水過(guò)濾系統(tǒng)，這甚至可以包括使用模塊化的或本地的過(guò)濾系統(tǒng)，而不是將廢水排放到中央系統(tǒng)中。這類過(guò)濾系統(tǒng)將需要更具有可持續(xù)性的膜，這意味著，在不久的將來(lái)，需要更多的創(chuàng)新，尤其是新型陶瓷方面的創(chuàng)新，以提高效率，而且應(yīng)對(duì)更嚴(yán)密的審查。

能源

核能發(fā)電的每個(gè)層面都需要陶瓷，從燃料到反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，再到廢物控制。有人說(shuō)，核電走向了末路，至少在德國(guó)和瑞士，以及其他一些國(guó)家是這樣。但是，在世界上許多其他地區(qū)，核電仍相當(dāng)具有生命力，尤其是在中國(guó)、越南和印度等高耗電國(guó)家。根據(jù)世界核協(xié)會(huì)（World Nuclear Association）網(wǎng)站上的報(bào)告，在歐洲，芬蘭和法國(guó)的核電都處于建設(shè)中；英國(guó)政府大力支持在未來(lái)10年建造12座新反應(yīng)堆，以取代其老化設(shè)備；即使是遭受了毀滅性的海嘯，并且其福島第一核電站的核設(shè)施慘遭破壞的日本，也在緩慢而精心地重新激活在2011年3月災(zāi)難發(fā)生后被關(guān)閉的一些核電站。因此，雖然少數(shù)幾個(gè)國(guó)家采取鴕鳥(niǎo)的方式對(duì)待核電，其他國(guó)家的研究人員正在開(kāi)發(fā)新技術(shù)，以確保核能發(fā)電仍然是能源組合中強(qiáng)有力的貢獻(xiàn)者。

2013年7月，麻省理工學(xué)院（MIT）的科學(xué)家們正在測(cè)試一種陶瓷覆層材料，以保護(hù)核電站燃料棒，這將有助于防止它們?cè)诎l(fā)生危機(jī)時(shí)釋放爆炸性氫氣。另外，美國(guó)能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Oak Ridge National Laboratory）、英國(guó)倫敦帝國(guó)學(xué)院和其他地方的一些研究人員預(yù)期陶瓷材料對(duì)燃料設(shè)計(jì)和反應(yīng)器設(shè)計(jì)都很重要。2013年8月，橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)正在研究一種稱為“全陶瓷微囊燃料”的新的包覆燃料設(shè)計(jì)。新的燃料設(shè)計(jì)打開(kāi)了重新設(shè)計(jì)反應(yīng)堆本身的機(jī)會(huì)，陶瓷正在被研究應(yīng)用于若干個(gè)反應(yīng)堆組件，比如分散的金屬基體或陶瓷基體燃料可能會(huì)最終取代傳統(tǒng)的鈾芯塊系統(tǒng)。

但需要認(rèn)識(shí)到的是，要將陶瓷納入到新興的核技術(shù)的所有方面，陶瓷加工工藝將至關(guān)重要。

另外，氫被很多人認(rèn)為是最清潔的能源，但朝著氫能經(jīng)濟(jì)邁進(jìn)的一個(gè)主要障礙是如何能生產(chǎn)足夠多的氣體，以對(duì)世界的能源需求產(chǎn)生重大影響。而要更有效地從生物質(zhì)中或用光學(xué)電解法生產(chǎn)氫，陶瓷是技術(shù)進(jìn)展的核心。2013年5月，杜克大學(xué)的工程師們正在研究一種新方法，從生物質(zhì)中用新的催化方法生產(chǎn)清潔的氫，它將納米金與鐵氧化結(jié)合，使得生產(chǎn)的一氧化碳接近零。改進(jìn)的催化劑在80°C的時(shí)候，以小于20ppm的一氧化碳生產(chǎn)氫，這比以前的方法所需的溫度要低。研究人員已經(jīng)運(yùn)行了超過(guò)200小時(shí)的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)黃金/氧化鐵催化劑的有效性并沒(méi)有減少。

體育

陶瓷被廣泛應(yīng)用于體育運(yùn)動(dòng)中，而運(yùn)動(dòng)器材制造商正在利用陶瓷的獨(dú)特性能優(yōu)勢(shì)，讓競(jìng)技者更容易取勝。比如高性能陶瓷是高爾夫球桿推桿頭的理想材料，因?yàn)樗蠕摳p、更軟，能增強(qiáng)感覺(jué)和控制。一體式結(jié)構(gòu)的陶瓷推桿具有更好的一致性，并轉(zhuǎn)化為更成功的推桿結(jié)果。而高級(jí)陶瓷纖維還被用于Head公司的網(wǎng)球拍，能將一次擊球的力量增加15%，并已經(jīng)被臨床證實(shí)能消除網(wǎng)球肘。

在賽車中，陶瓷的應(yīng)用更為廣泛，碳或陶瓷轉(zhuǎn)子已經(jīng)在競(jìng)賽車剎車中使用超過(guò)15年。這些轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)是重量輕，并具有耐久性和抗褪色性，從而能提高轉(zhuǎn)向精度和控制。同時(shí)，制動(dòng)盤(pán)和襯墊的持續(xù)時(shí)間也更長(zhǎng)。除了改善汽車的性能，陶瓷也幫助NASCAR車手在駕駛艙保持涼爽。要知道，在比賽期間，駕駛艙的溫度可以高達(dá)115oF，足以融化車手的鞋。

陶瓷在冰雪運(yùn)動(dòng)中也一直發(fā)揮著重要作用，例如由諾頓工業(yè)開(kāi)發(fā)的革命性的陶瓷片技術(shù)正在被著名滑雪制造商使用，用以生產(chǎn)具有最尖銳、最流暢的邊緣，同時(shí)有接近鏡面光潔度的滑雪板。具有這種特別的雪橇和滑雪板在斜坡上的轉(zhuǎn)動(dòng)和抓地力更好，因此提高了性能和安全性。同時(shí)，材料特性能使邊緣維持鋒利的時(shí)間更長(zhǎng)。

最近的應(yīng)用就是2014年年初舉行的索契冬季奧運(yùn)會(huì)。有沒(méi)有想過(guò)，那些為我們的娛樂(lè)和奧運(yùn)榮耀而心甘情愿地將自己擲向冰冷的斜面的高空飛行運(yùn)動(dòng)員身下面是什么？答案很簡(jiǎn)單——陶瓷。索契的“RusSki Gorki”跳臺(tái)中心的標(biāo)準(zhǔn)和大跳躍跳臺(tái)均配備由德國(guó) CeramTec公司開(kāi)發(fā)的ALOSLIDE 陶瓷斜臺(tái)軌道。該系統(tǒng)基于“陶瓷小塊”，并配有獨(dú)特的灌溉和冷卻系統(tǒng)，以確保像索契這類的滑雪跳臺(tái)活動(dòng)可以不受天氣條件制約而常年舉行，并且提供幾乎完全相同的功能。當(dāng)陶瓷小塊被水浸濕后，滑動(dòng)特性至少與雪是等同的。同時(shí)，在這一高科技軌道上，滑雪者可以有更長(zhǎng)的跳轉(zhuǎn)。

新型陶瓷的其他應(yīng)用

新型陶瓷的應(yīng)用舉不勝舉，比如在建筑方面，在陶瓷顆粒的幫助下，窗戶會(huì)變得更智能。例如一種申請(qǐng)專利的懸浮顆粒設(shè)備技術(shù)可以讓用戶控制通過(guò)玻璃或塑料制品的光量、眩光和熱量，比如窗戶、天窗、門(mén)、遮陽(yáng)板、護(hù)目鏡和眼鏡等。

在航空航天業(yè)，工程陶瓷已經(jīng)在航天飛機(jī)及其設(shè)備中使用多年，包括火箭排氣錐體中的熱防護(hù)系統(tǒng)、航空飛機(jī)的絕緣瓦片、發(fā)動(dòng)機(jī)組件，以及許多嵌入到飛機(jī)的擋風(fēng)玻璃中的陶瓷涂層等。這些透明涂層具有導(dǎo)電性，從而讓玻璃在霧和冰中保持透明。而陶瓷纖維由于其隔熱性好、重量輕且不會(huì)腐蝕而被用作飛機(jī)和航天飛機(jī)的防火隔熱屏。另外，先進(jìn)陶瓷在太空旅行中的高效率、高性價(jià)比的新技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。位于德國(guó)埃爾蘭根（Erlangen）的摩根技術(shù)陶瓷公司的分公司已與歐洲太空發(fā)展計(jì)劃合作數(shù)年，支持其離子推進(jìn)系統(tǒng)的研究。作為傳統(tǒng)化學(xué)推進(jìn)器的輕量替代，陶瓷離子發(fā)動(dòng)機(jī)有潛力在相同的燃料消耗下，推動(dòng)航天器的速度可以快十倍，從而顯著降低飛行器尺寸并增加行駛距離，從而可能會(huì)讓太空旅行成為可能。

目前，全球陶瓷涂料市場(chǎng)穩(wěn)健增長(zhǎng)。在線市場(chǎng)研究報(bào)告ReportsnReports.com的數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)在2014～2018年期間，全球陶瓷涂層市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)7.24%，一些具體的應(yīng)用將推動(dòng)航空航天、汽車和工業(yè)領(lǐng)域?qū)μ沾赏繉拥恼w需求。國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)的數(shù)字顯示，在過(guò)去十年，總?cè)剂铣杀編缀醴藘煞?，吞噬了航空公司總成本的近三分之一。因此能夠更高效地運(yùn)行噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)并因此使用較少的燃料，將可以大大推動(dòng)降低空中旅行的成本及其對(duì)環(huán)境的影響。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是越熱越好，但為了不被燒焦，引擎需要高性能的熱障涂層，以保護(hù)它們免受劇烈溫度波動(dòng)帶來(lái)的壓力。2014年3月，瑞典西部大學(xué)（University West）的科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種用于飛機(jī)引擎的先進(jìn)陶瓷納米熱障涂層，以保護(hù)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)免受過(guò)熱傷害。

新型陶瓷材料的應(yīng)用相當(dāng)普遍，而且多數(shù)應(yīng)用屬于一些快節(jié)奏和漸進(jìn)的行業(yè)，如航空航天、生物醫(yī)藥和光伏等。這些行業(yè)都在不斷地尋求為先進(jìn)應(yīng)用和領(lǐng)先的技術(shù)開(kāi)發(fā)而提高材料性能。因此，陶瓷材料必須按照日益嚴(yán)格的規(guī)范而被制造，并且研究必須繼續(xù)推動(dòng)，應(yīng)對(duì)由于現(xiàn)有陶瓷材料所限而帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

創(chuàng)新的制造技術(shù)使納米結(jié)構(gòu)被“設(shè)計(jì)”到陶瓷粉末中；反過(guò)來(lái)，這些粉末促成了先進(jìn)的陶瓷涂料組分的研發(fā)，使得涂層在硬度、彎曲強(qiáng)度、斷裂韌性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性，甚至是其他一些如透明性和生物相容性方面都有增強(qiáng)。未來(lái)，納米陶瓷可能會(huì)在一些方面扮演重要角色，如新的功能梯度涂層，耐刮、耐磨和耐沖擊的透明結(jié)構(gòu)，和復(fù)合材料（聚合物陶瓷和陶瓷金屬）等。納米陶瓷粉末所能產(chǎn)生的應(yīng)用無(wú)法估量，其可能性只會(huì)被行業(yè)的想象力所限。