在滿足人類使用需求的3大基礎(chǔ)材料——金屬材料、高分子材料和無機非金屬材料中,無機非金屬材料以其繁多的品種、廣泛的用途、優(yōu)異的特性,應(yīng)用于各行各業(yè)。而先進陶瓷,作為無機非金屬材料非常重要的分支,在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用,已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)和科學(xué)技術(shù)的支柱材料之一,同時也是國防軍工領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵性材料。
實際上,先進陶瓷本身并無十分精確的定義,通常指采用精制的高純、超細的無機化合物為原料及先進的制備工藝技術(shù)制造出的性能優(yōu)異的產(chǎn)品。與其他“量大面廣”的基礎(chǔ)材料有所區(qū)別的是,根據(jù)性能、應(yīng)用場合的不同,先進陶瓷材料種類繁多,應(yīng)用面極其廣泛,呈現(xiàn)出“精而美”的萬般變化。
近年來,由于先進陶瓷各種功能的不斷發(fā)現(xiàn),在微電子工業(yè)、通訊產(chǎn)業(yè)、自動化控制和未來智能化技術(shù)等方面作為支撐材料的地位將日益明顯,其市場容量也在不斷提升。有數(shù)據(jù)顯示,僅4G技術(shù)就為光纖陶瓷插芯市場帶來了25億元的市場空間。而應(yīng)用于電子、通訊、自動化、能源轉(zhuǎn)化和存儲等領(lǐng)域先進陶瓷材料,2015年的全球市場規(guī)模已達到2 100億美元左右。
但是,先進陶瓷的行業(yè)壁壘較高,該行業(yè)長期以來主要被日本、美國等國所壟斷,國內(nèi)生產(chǎn)的大部分產(chǎn)品附加值相對較低。例如,很多電子整機中技術(shù)含量高的陶瓷元件仍需大量進口;原料高純化、元器件高致密、大尺寸、比表面、復(fù)雜形狀、陶瓷靶材等問題亟需解決;國內(nèi)部分材料的性能指標尚未達到國外同類材料的指標,裝備設(shè)備精度差,高端設(shè)備依賴進口;產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合不緊密,實驗室成果缺乏重視,與實際應(yīng)用脫節(jié)嚴重。
為此,專家建議:發(fā)展先進陶瓷材料急需突破3個方面的問題:第一,加大先進陶瓷關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)力度;第二,大力推進“產(chǎn)、學(xué)、研、用”結(jié)合,提升技術(shù)成果轉(zhuǎn)化率;第三,解決先進陶瓷材料的生產(chǎn)設(shè)備滯后嚴重影響著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的問題。
本期陶瓷材料專題一方面從宏觀層面介紹了國內(nèi)外先進陶瓷材料產(chǎn)業(yè)的基本情況,另一方面也選取了其中幾個較有特色的細分領(lǐng)域,如電子陶瓷、生物陶瓷、抗彈陶瓷等,對陶瓷材料的技術(shù)研究和應(yīng)用做了梳理。由于資料有限,掛一漏萬,希望對讀者有所裨益。