01 先進陶瓷簡介

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(jié)構(gòu)設計，并具有優(yōu)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(jié)構(gòu)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(yōu)異的性能在材料領域獨樹一幟，受到人們的高度重視。

02 我國先進陶瓷行業(yè)發(fā)展簡況

我國自20世紀50年代初以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(fā)展，國內(nèi)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(chuàng)新性成果。20世紀末，我國獨創(chuàng)性地將纖維補強陶瓷基復合材料應用于戰(zhàn)略導彈和各類衛(wèi)星天線窗的保護框上。

陶瓷刀具（來源：潮州三環(huán)）

自20世紀80年代，以發(fā)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取得了令人矚目的成績。普通電子陶瓷和結(jié)構(gòu)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，在我國已能夠大批量生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，并占領部分的國際市場。

03 我國先進陶瓷材料產(chǎn)業(yè)存在的問題簡析

目前，我國先進陶瓷材料產(chǎn)業(yè)正處于發(fā)展期，并已初步形成比較完整的先進陶瓷材料產(chǎn)業(yè)體系，具有蓬勃的市場發(fā)展?jié)摿?，廣闊的產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景。通過對先進陶瓷材料產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和特點的了解，我們發(fā)現(xiàn)其主要存在以下問題：

（1）缺乏生產(chǎn)高質(zhì)量穩(wěn)定的陶瓷粉體原料生產(chǎn)企業(yè)

盡管目前國內(nèi)先進陶瓷粉體原料生產(chǎn)企業(yè)很多，但陶瓷粉體性能通常存在較大的分散性和不穩(wěn)定性，因此直接影響后續(xù)批量化制備的陶瓷產(chǎn)品的性能和可靠性。

雖然近幾年國內(nèi)在一些高品質(zhì)氧化物陶瓷粉體產(chǎn)業(yè)化方面已有突破，如國瓷材料采用先進的水熱水解技術生產(chǎn)的納米氧化鋯粉已作為高端生物陶瓷的齒科材料獲得廣泛應用，在國內(nèi)外均占有較大的市場份額；潮州三環(huán)生產(chǎn)的用于手機陶瓷背板的高強度高韌性氧化鋯基專用粉，已成功用于小米等多款高端手機陶瓷背板。

齒科用氧化鋯材料（來源：國瓷材料）

但是我國在許多其它重要的陶瓷粉體方面還達不到這種水平，許多高端的氧化鋁陶瓷產(chǎn)品如氧化鋁體系的生物陶瓷、陶瓷基板等所使用的氧化鋁粉體還依賴從國外的一些公司進口。國內(nèi)廠家在氧化鋁粉體的雜質(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。

此外，高性能非氧化物陶瓷粉體，如氮化硅、氮化鋁、碳化硅、碳化硼等陶瓷粉體，國內(nèi)尚缺乏世界一流的生產(chǎn)商。例如用于制備高強度陶瓷軸承的氮化硅粉體、半導體芯片封裝用的高導熱基板用氮化鋁陶瓷粉、高性能的碳化硅陶瓷粉體、高品質(zhì)的防彈裝甲用碳化硼、超高溫陶瓷用硼化鋯等粉體，等等。有業(yè)內(nèi)專家認為，上述這些依賴進口的高端陶瓷粉體原料一旦被卡脖子（類似中興芯片），將會被置于極端危險的境地。

（2）規(guī)?；a(chǎn)的工藝技術與裝備相對落后

雖然我國高性能陶瓷生產(chǎn)工藝技術已有很大提升，但在關鍵工藝技術和裝備上仍然有較大差距，國產(chǎn)裝備的性能和可靠性還難以達到國際先進水平。由于先進陶瓷生產(chǎn)的工藝裝備，包括粉體處理裝置、各種成型設備、不同類型高溫燒結(jié)爐、精密研磨加工設備，大多不是市場上通用機械裝備，開發(fā)這些專用設備其性能和可靠性與進口的設備比較均有差距，體現(xiàn)在設備的精度、可靠性和穩(wěn)定性以及壽命方面。

氣壓燒結(jié)爐（來源：頂立科技）

例如像陶瓷粉體噴霧造粒裝置、注射成型機、氣氛壓力燒結(jié)爐、熱等靜壓燒結(jié)爐、陶瓷精加工的研磨設備、加工中心(CNC)等。盡管我國引進了國外先進的工藝裝備來提高我國的技術裝備水平，但因投資大，在經(jīng)濟上給企業(yè)造成了很大壓力，從而限制了先進陶瓷的發(fā)展。

（3）部分高性能陶瓷結(jié)構(gòu)件仍未產(chǎn)業(yè)化

隨著新能源汽車、高鐵和5G基站的快速發(fā)展，這些新產(chǎn)業(yè)中所用的大功率器件IGBT對最新一代的高導熱高強度的氮化硅陶瓷基板需求巨大，日本的京瓷和美國羅杰斯等公司都已可批量生產(chǎn)和提供覆銅刻蝕的氮化硅陶瓷基板；國內(nèi)起步較晚，近幾年雖然加快研發(fā)并取得較大進展，但距產(chǎn)業(yè)化仍有一定差距。

氮化硅陶瓷基板（來源：日本京瓷）

氧化鋁陶瓷平板電容式壓力傳感器在各種汽車上用量巨大，市場預估達近百億，但目前這種氧化鋁平板主要依賴進口。國產(chǎn)氧化鋁板在材料的彈性模量、彈性變形循環(huán)次數(shù)、使用壽命和可靠性等方面還有差距，尚未進入商業(yè)化實際應用。

生物陶瓷髖關節(jié)市場需求巨大，全球平均每2分鐘就有一例陶瓷髖關節(jié)置換手術，目前主要由德國賽瑯泰克和日本京瓷等公司生產(chǎn)，國內(nèi)每年進口數(shù)十萬套。陶瓷髖關節(jié)材料性能和可靠性要求非常高，使用壽命至少20年。

生物陶瓷（來源：德國賽瑯泰克）

（4）技術及新產(chǎn)品工程轉(zhuǎn)化極度匱乏

國內(nèi)先進陶瓷領域的企業(yè)數(shù)量雖多，但規(guī)模普遍較小，行業(yè)內(nèi)中小微企業(yè)約占70%左右，多數(shù)中小微企業(yè)的關鍵技術、核心技術基本依賴引進，其產(chǎn)品單一，制備成本較高，缺乏自主創(chuàng)新能力、市場競爭力。

世界上開發(fā)了200多種陶瓷材料及2000多種應用產(chǎn)品。雖然我國同樣能制備出性能良好的陶瓷材料，但絕大部分仍停留在實驗室樣品上，有的產(chǎn)品由于成本高及可靠性等問題，市場還不能接受，所以產(chǎn)品的銷售額與發(fā)達國家相比相差甚遠。

盡管全國擁有研究先進陶瓷的各類高校和科研院所數(shù)十家，擁有強大的科技研發(fā)能力，且在某些研究領域已經(jīng)達到或超過國外的研究水平，但是諸多研發(fā)技術成功實現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化的很少，大部分成果（包含獲獎成果）無異于擺設。

材料研發(fā)鏈條中存在較嚴重的短板問題，國內(nèi)的研究工作往往局限于材料體系、制備工藝或某些關鍵技術研究，而忽視了研發(fā)鏈條內(nèi)與之配套的相關技術、生產(chǎn)裝備等基礎研究，因此延誤了許多優(yōu)秀成果的產(chǎn)業(yè)化及應用推廣步伐。

此外，實驗室階段的研究工作明顯偏多，忽視了中試、工程化和產(chǎn)業(yè)化技術的研究。理論上，基礎科研的實驗室階段，到成果轉(zhuǎn)化的工程化階段，再到形成生產(chǎn)力的產(chǎn)業(yè)化階段，這三個階段的投入比大致應該為1：10：100。但事實上，在我國，實驗室階段和工程化階段的投入比僅為1：0.7，工程化階段的投入明顯偏低，實驗室研制出來的成果距離產(chǎn)業(yè)化的目標還有相當大的距離。

（5）缺少具有國際品牌價值或高度專業(yè)化的公司

我國近幾年雖然也涌現(xiàn)了像國瓷材料、潮州三環(huán)、中材高新等一批在國際上逐漸產(chǎn)生影響力的陶瓷材料企業(yè)，但絕大多數(shù)先進陶瓷材料企業(yè)的品牌價值和影響力尚未形成，具有高度專業(yè)化的陶瓷公司也比較少。

美、日、德、法、英等國家在先進陶瓷材料這一領域已有一批具有國際品牌價值和影響力的大公司，如美國的CoorsTec、Corning等、日本的京瓷(Kyocera)、NGK和NTK、德國CeramTec、法國圣戈班(Saint-Gobain)、英國的摩根(Morgan)，這些公司的產(chǎn)品品質(zhì)高、種類多、銷往全球。

此外，上述發(fā)達國家還有一批企業(yè)具有高度專業(yè)化的水準，如專業(yè)生產(chǎn)納米氧化鋯粉體原料的日本東曹(Tosoh)和專業(yè)生產(chǎn)氮化硅粉體原料的日本宇部(簡稱UBE)，在全球都享有盛譽。

（6）缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和頂層的設計

目前重復性的研究工作較多，使得有限的人力、物力、財力等資源過于分散，同時盲目和粗放的發(fā)展方式導致了產(chǎn)品產(chǎn)能的過剩。例如近些年來陶瓷刀具、泡沫陶瓷、蜂窩陶瓷等均出現(xiàn)一定程度的“供大于求”的現(xiàn)象，相關產(chǎn)品均經(jīng)歷了慘烈的洗牌，部分中小企業(yè)經(jīng)營困難，甚至破產(chǎn)。此外，許多中小型陶瓷企業(yè)的產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重，惡性競爭比較激烈。

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