先進陶瓷通常指的是采用高純度、超細人工合成或精選的無機化合物為原料，具有精確的化學組成，精密的制造加工技術和結構設計，并具有優異特性的陶瓷。先進陶瓷按種類可分為具有高強度、高硬度、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化等特點的結構陶瓷，以及具有電氣性能、磁性、生物特性、熱敏性和光學特性等特點的功能陶瓷。先進陶瓷廣泛應用于高溫、腐蝕，電子、光學領域，作為一種新興材料，以其優異的性能在材料領域獨樹一幟，受到人們的高度重視，在未來的社會中將發揮重要的作用。

    一、國內外先進陶瓷材料產業發展現狀

    1905年，德國人率先開始了氧化鋁刀具的研究，1912年，首款氧化鋁陶瓷刀具率先由英國人發明，20世紀20年代后期，先進陶瓷材料逐步走進研究人員的研究視線。從最初的主要用于軍事領域的結構陶瓷發展到軍事、民用結構陶瓷、功能陶瓷的研究；從最初偏重與陶瓷材料的制備發展到對陶瓷粉體、顯微結構的系統分析，先進陶瓷材料的種類和應用在各領域取得了重大突破。20世紀60年代美國材料顧問委員會對材料制備領域進行了調研得出的重要結論是：“為了實現材料均勻的、可重復的無缺陷顯微結構，提高材料性能的可靠性，陶瓷制備科學研究十分必要”。20世紀70年代以陶瓷發動機為背景，各國競相加大了對陶瓷材料研究與開發的投入，對先進陶瓷材料的研究取得了長足的進步。從技術上講，陶瓷材料已經能夠基本滿足各種苛刻條件下（包括陶瓷發動機部件在內）使用的要求， 陶瓷材料的研究轉向材料性能穩定性、結構與功能性一體化、低成本制備工藝等方面，各國仍在繼續增加對陶瓷材料的研究與投入。進入21世紀以來，各國競相開發不同陶瓷材料在不同領域的應用，隨著裝備水平的提高，通過不斷地實驗、研究和質量控制等成功實現了陶瓷材料產品的批量化穩定生產與制備。

    從材料產業上講，先進陶瓷已形成一個巨大的高技術產業，目前全球各類先進陶瓷材料及其產品的市場銷售總額超過500億美元，年增長率達8%。美國、法國、德國與日本在該領域整體上處于領先地位，而歐洲其它各國、韓國、中國大陸與臺灣地區正從不同的研究領域展現出各自的優勢。

    美國

    近50年來，美國在先進陶瓷領域的研究工作取得了一系列突破，推動了陶瓷技術的快速發展，對經濟和社會發展也產生了深遠的影響。1994 年克林頓政府在先進陶瓷研究方面增加了15%的科研預算，旨在強化國際競爭能力、保護環境、開發新型輸送機構。1998年美國先進陶瓷市場總份額接近75億美元。從20世紀90年代后期一直到2000年，美國先進陶瓷市場銷售額穩步發展，年平均增長率達到8%。進入2001年，隨著美國經濟進入衰退，先進陶瓷的市場需求大大縮水。2003-2007年，隨著美國經濟的復蘇，先進陶瓷材料產業的市場需求出現反彈，年增長率達到7%，先進陶瓷市場銷售額超過110億美元。2012年，先進陶瓷產業的市場銷售額突破126億美元。

    美國先進陶瓷發展的重點為高溫結構陶瓷，結構陶瓷產量的增速最快，每年增加13.5%。目前在航天技術、汽車、航空器、核工程、醫療設備及機械動力等方面進入大范圍使用階段。以氮化硅，碳化硅，氧化鋯陶瓷為主的精密材料陶瓷制品產量占世界總量的60%以上。美國生產的陶瓷軸承工作溫度高達1 300℃，其工作強度為普通金屬軸承的5倍以上。美國研制的生物陶瓷產品也已大量用于骨骼修復，瓷牙修補的臨床應用。目前美國先進陶瓷工業界還加緊軍用先進陶瓷的研制開發，逐步加強在軍事領域的應用。

    日本

    自20世紀80年代以后，日本在材料科學領域一直走在世界的前沿，特別是在先進陶瓷材料方面占有領先、突出的地位。盡管日本和歐美乃至中國在傳統陶瓷材料研究方面水平相差并不大，但在新型陶瓷材料的產業方面日本在世界上占有絕對領先的優勢。

    日本是世界上先進陶瓷最大的生產者，到2000年，陶瓷產量增長42%，而到2005年增加74%。2000年日本陶瓷產業的產值占據了整個日本傳統產業的50%，先進陶瓷市場而成為這一領域的領頭羊。對比與美國，日本先進陶瓷在功能陶瓷領域研究首屈一指，在結構陶瓷及陶瓷粉體的研究與應用在具有較強的競爭優勢。

    日本近年來一直將先進陶瓷看作是決定未來競爭力前途的高科技產業，不余遺力地不斷加大投資力度。其生產的先進陶瓷敏感元件已占據國際市場主要份額。包括熱敏、壓敏、磁敏、氣敏、光敏等在內的各種先進陶瓷產品壟斷著一大部分市場。日本正在試驗高性能陶瓷電池，它是采用固態陶瓷材料代替酸性電解液，重量較傳統電池減輕2/3，且污染小，尤適宜用于汽車及航空航天工業需要。

    國內先進陶瓷材料產業發展現狀

    我國從20世紀50年代初從研究氧化鋁陶瓷刀具為切入點，開始從事先進陶瓷材料的研究。20世紀60年代開始研究從事碳化硅陶瓷及、壓電陶瓷與鐵電陶瓷的研究；20世紀60年代中期開始氮化硅和碳化硅陶瓷的研究，為我國先進耐火材料的研究奠定了良好的基礎；20世紀70年代隨著國際上先進陶瓷跨越式的發展，國內諸多高校和科研院所開始重視先進陶瓷材料研究，取得了一系列創新性成果。20世紀末，我國獨創性地將纖維補強陶瓷基復合材料應用于戰略導彈和各類衛星天線窗的保護框上，這是國際上纖維補強陶瓷基復合材料的首次實際應用。

    我國在所有先進陶瓷材料領域進行著研究、開發和生產，自上世紀80年代，以發動機用陶瓷零部件的研制為契機，研制成功了一系列新的陶瓷材料，并在先進陶瓷的應用方面也取得了令人矚目的成績。普通電子陶瓷和結構陶瓷如IC基板、電容、電阻、電感、磁性材料、蜂鳴、濾波器等壓電陶瓷無線電頻率元件，中鋁瓷，高鋁瓷，電真空瓷，紡織瓷件，電熔石英、電熔剛玉等，在我國已能大批量生產，產品質量穩定，并占領一定的國際市場。但大部分產品仍以價格優勢提升競爭力，有待進一步提升產品的技術附加值。1990年我國研制成功的無水冷陶瓷發動機裝在大客車中完成了上海到北京往返3 500km的道路試車。以高溫超導陶瓷為代表的諸多技術在尖端高技術陶瓷的理論研究和實驗水平處于世界先進行列。

    雖然我國先進陶瓷材料開發上取得了長足的進步，與國際先進陶瓷領域領先的國家距離進一步縮小，但仍缺乏批量化、低成本、高效的制備優質先進陶瓷材料的先進技術、裝備和管理水平。我國先進陶瓷材料的開發大都是結合國防和國民經濟上的需要，具有獨立的技術特色。然而，縱觀我國先進陶瓷領域的發展現狀，國內先進陶瓷材料在各領域內的應用總的來說還與國際發達國家相比還有明顯的差距，特別是技術和產業化方面，滿足不了國民經濟迅速發展的要求。在全球數百億美元的先進陶瓷年銷售額中，中國銷售額僅占1～2%。因而，目前世界最先進的高附加值的先進陶瓷產品，特別是高端裝備中大量的陶瓷元件仍需進口，如手機中使用的片式壓電陶瓷濾波器，風力發電機陶瓷絕緣軸承和高端超細納米粉體等。

    二、北京市先進陶瓷企業發展概況

    我國先進陶瓷企業集中分布在北京、上海、天津、江蘇、山東、浙江、福建、廣東、武漢等沿海、沿江地區。最初以結構陶瓷為主要發展方向的省市也逐步發展為結構陶瓷和功能陶瓷并重的企業。目前北京市初具規模的先進陶瓷生產企業有25家，2011年產值達到12億元。其中主要包括結構陶瓷和功能陶瓷的生產。本文選擇其中幾家龍頭企業的情況予以介紹。

    結構陶瓷

    北京市以結構陶瓷為主的生產企業主要包括北京中材人工晶體研究院有限公司、北京清華紫光方大高技術陶瓷有限公司、北京中興實強陶瓷軸承有限公司、北京金海虹氮化硅有限公司、北京鴻潤和科技有限公司、北京雙盛永科技發展有限公司、北京英科爾陶瓷耐磨制品有限公司、北京威普斯科技有限公司、北京鈦盾科技發展有限責任公司、北京耐磨科技有限公司等公司。

    （1）北京中材人工晶體研究院有限公司

    北京中材人工晶體研究院有限公司是由中材人工晶體研究院本部改制成的高新技術企業。主要從事高性能陶瓷材料（包括氮化硅陶瓷和透明陶瓷）、人工合成晶體材料、先進功能復合材料（包括微晶玻璃陶瓷和云母陶瓷）和超硬材料及制品的研究、開發和產業化經營。其中，先進陶瓷材料主要包括有高性能陶瓷材料和先進功能復合材料兩大類，具體的包括氮化硅陶瓷、透明陶瓷、微晶玻璃陶瓷和云母陶瓷。建設有國內裝備水平最高的氮化硅陶瓷生產線和云母陶瓷生產線；超低膨脹微晶玻璃占據國內50%的市場，2010年收入1.138億元，2011年達1.32億元，2012年達到1.21億元。

    （2）北京清華紫光方大高技術陶瓷有限公司

    北京清華紫光方大高技術陶瓷有限公司是由清華紫光（集團）總公司等4家陸港企業合資興建的高新技術企業，注冊資本368.5萬美元，總投資700萬美元，占地7 000m2，主要從事高技術陶瓷技術及產品的研發、生產、銷售及相關的技術咨詢服務。產品主要包括氮化硅陶瓷刀具、氧化鋁防彈陶瓷、氧化鋁光纖器件等。2009年實現銷售收入2 500萬元，2010年銷售收入2 700萬元，2011年銷售收入3 000萬元。其中，氧化鋁陶瓷占70%，氮化硅陶瓷占30%。

    （3）北京中興實強陶瓷軸承有限公司

    北京中興實強工程陶瓷有限公司是專業化生產稀土陶瓷軸承的民營股份制高新技術企業，目前主要以常壓燒結碳化硅和氮化硅為主，2011年實現銷售收入4 000萬，2012年實現銷售收入4 500萬元。

    功能陶瓷

    北京地區，功能陶瓷生產企業主要包括北京創導奧福精細陶瓷有限公司、北京康寧賽納科技有限公司、北京寶迪科工貿有限公司、北京天興陶瓷復合材料有限公司、北京力揚億方精密陶瓷有限公司、北京皮爾美特科技有限公司、北京塞奇特種陶瓷功能制品研究中心、北京元六鴻遠電子技術有限公司、北京博森通達科技有限公司、北京冠金利新材料科技有限公司、北京智誠方圓電子環保設備有限公司、北京當升材料科技股份有限公司、北京七星飛行電子有限公司等。

    其中，電子陶瓷生產企業有北京元六鴻遠電子技術有限公司、北京智誠方圓電子環保設備有限公司、北京當升材料科技股份有限公司、北京七星飛行電子有限公司；生物陶瓷生產企業有北京博森通達科技有限公司。

    （1）北京創導奧福精細陶瓷有限公司

    北京創導奧福精細陶瓷有限公司是一家集科研開發、生產經營、技術咨詢、材料檢測于一體的專業化生產蜂窩陶瓷及精細陶瓷元器件的高新技術企業，致力于蜂窩型陶瓷蓄熱體、化工過程及機動車尾氣凈化器用蜂窩載體、精密鑄造用直孔陶瓷過濾片和各種尺寸精確、性能卓越的精細工業陶瓷的研究開發與生產；是國內目前生產品種齊全，具有3 600m3蜂窩體的年生產能力，并通過ISO-9001質量體系認證的民營股份制企業。主要產品包括催化劑載體、鑄造用蜂窩陶瓷鍋爐片以及工業用蜂窩陶瓷。

    （2）北京康寧賽納科技有限公司

    北京康寧賽納科技有限公司致力于玻璃陶瓷（微晶玻璃）、新型玻璃、先進陶瓷、納米材料等新材料領域的研究開發、技術咨詢、技術轉讓、技術服務并提供生產線工程設計及產業化服務。尤其在微晶玻璃領域具有科研和產業化實力，建立有國際一流的微晶玻璃基礎研究實驗室和中試基地，并積極推行產業化實踐，在微晶玻璃裝飾板材、工業用微晶玻璃防腐抗磨板材、低膨脹耐熱微晶玻璃、航天微晶玻璃、電子微晶玻璃、生物微晶玻璃、微晶玻璃餐炊具、微晶玻璃高仿玉工藝品等方面擁有先進成熟的工業化生產核心技術和全部自主知識產權。

    公司研發成功的新一代“連續對輥壓延成型整體晶化法” 高強納米微晶板材生產技術，主要涵蓋微晶玻璃裝飾板材和工業用微晶玻璃防腐抗磨板材兩大領域。同時在低膨脹耐熱微晶玻璃產品開發及產業化方面也處于國內領先地位，目前已經完成“LAS系高強度超低膨脹微晶玻璃平板微型浮法工藝”、“LAS系高強度超耐熱微晶玻璃鍋項目”和“高強度超高韌性微晶玻璃餐具項目”的基礎性研究并中試成功，已經具備產業化條件。

    （3）北京寶迪科工貿有限公司

    北京寶迪科工貿有限公司主要經營電子陶瓷、特種精密陶瓷，影視燈具配件，大功率臭氧發生器等，材料包括氧化鋁、氧化鋯、氮化硅、氮化硼、氧化鈹、堇青石、鎂橄欖瓷等，產品種類涉及絕緣支撐件、絕緣基體件、耐磨損瓷件、耐高溫瓷件、耐腐蝕瓷件等，其中電子陶瓷零件的相關產品有電阻器、電容器、傳感器、電真空器件等。

    三、北京市發展先進陶瓷材料面臨的問題

    通過對北京先進陶瓷材料產業的現狀和特點的分析，其目前存在以下問題：

    第一，研制技術實現成果轉化的較少。北京地區擁有各類高校和科研院所20多家，擁有強大的科技研發能力，在某些研究領域已經達到或超過國外的研究水平，但是諸多技術成功實現科技成果轉化的很少，絕大部分成果包含獲獎成果成為擺設。

    第二，先進陶瓷的產業化水平與廣東、上海及國外發達國家的差距巨大。與國內先進陶瓷產業化水平較大的省市如廣東、上海以及國外發達國家相比，差距具體表現在裝備水平、產業規模、人才隊伍減少、情報收集與分析、產品穩定性，與之相比存在較大差距，政府應該高度重視。原因主要有：①企業規模小，政府支持力度不足；②企業對戰略性規劃不夠重視，缺乏政府的引導和規劃；③產業裝備落后，人才缺乏。

    四、北京市先進陶瓷材料產業發展建議

    北京市先進陶瓷材料產業正處于發展期，并已初步形成比較完整的先進陶瓷材料產業體系，具有蓬勃的市場發展潛力，廣闊的產業發展前景，預計未來幾年將保持10%以上的增速。北京市在先進陶瓷技術研發、創新方面擁有得天獨厚的優勢，借助高校和科研機構雄厚的技術力量和人才資源，北京的先進陶瓷生產企業與各高校間建立長久的技術合作關系，使企業得到長久的發展。

    加強企業整體管理水平

    企業管理水平的提高是先進陶瓷產業發展的有力保證，如何在創新管理理念、創新管理內容、創新管理方法3個“創新”上下功夫是盤活傳統產業中新型領域的關鍵所在。突出抓好企業戰略管理、企業節能管理、企業研發管理、質量管理和品牌建設、企業管理信息化、企業基礎管理等6項重點工作。

    健全和完善企業發展機制

    先進陶瓷材料的生產企業通常為高新技術企業，低成本、高效率、高技術附加值是提高企業、企業群體、行業整體及國家經濟發展競爭力的關鍵。健全和完善企業發展機制主要包括技術創新機制、人才和激勵機制、投資機制在內的高新技術企業發展機制。

    提高陶瓷原料質量穩定性和一致性

    國內先進陶瓷原料生產企業通常偏重制備技術的研究，而缺乏質量提升與管控，目前國內先進陶瓷材料的中、高端原料絕大部分依賴于進口。高性能的先進陶瓷材料的制備離不開高性能的陶瓷粉料，以氧化鋁粉和氮化硅粉為例，目前德國、日本的氧化鋁粉、氮化硅陶瓷粉完全占據LED基板原料、太陽能級氮化硅陶瓷領域以及中、高端氮化硅陶瓷軸承行業。高純度、粉料顆粒大小分布均勻、顆粒形貌等參數是影響粉料性能的重要指標。國內大部分生產廠商受到管理意識、裝備水平的限制，更多的注重制備技術的研究而忽視了粉料的批次穩定性，從而得到的粉料一致性差，難以向先進陶瓷企業提供高質量的陶瓷粉料，制約了國內先進陶瓷行業的發展。因此，對于先進陶瓷粉料生產企業來說，在保證陶瓷粉料性能的基礎上，應做好質量管理和控制，加大力度提高產品質量的一致性。

    提升先進陶瓷生產企業的整體裝備水平

    先進陶瓷生產企業缺乏高質量的通用化、專業化配套裝備備，具體表現在原料粉體的分散設備、燒結爐設備以及加工設備等。生產線設備的提升對于生產高性能的先進陶瓷產品意義重大，尤其是燒結設備，需要保證溫度均勻性、氣密性等要求，對燒結爐內部結構設計、配套材料選用提出了較高的要求，目前國內缺乏高精度、高質量的關鍵配套設備的制造。國外設備制造商的整體實力遠高于國內，但是價格昂貴。因此對于國內先進陶瓷生產企業來說，需要配備高可靠的生產線設備，必須加強國內設備生產商的制造水平，實現關鍵設備的國產化。

    建設選擇性分類應用生產基地

    結合北京市工業產業發展特點，應大力發展具有能耗低、污染小、效率高、附加值大的先進陶瓷產業，積極形成對北京以汽車工業、電子產業為代表的其它工業產業的支持，例如氮化硅陶瓷軸承、AlN基片等。

更多關于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等等方面的國內外最新動態，我們網站會不斷更新。希望大家一直關注中國腐蝕與防護網http://www.ecorr.org 

責任編輯：王元

《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
投稿聯系：編輯部
電話：010-62313558-806
郵箱：ecorr_org@163.com
中國腐蝕與防護網官方 QQ群：140808414