先进陶瓷发展

        19世纪末，人类已经成功地合成氮化硅和碳化硅，拉开了先进陶瓷进入现代科技文明的序幕，较高纯度陶瓷原料的合成技术和烧结工艺初步形成。第二次世界大战爆发后，为了弥补战略物资的不足，德国考虑使用陶瓷代替钨、钴、镍、铜等特殊金属材料。为此大力开展了关于高纯度耐火陶瓷，具有陶瓷和金属的复合结构的金属陶瓷，以及陶瓷表面涂层等方面的研究。进入20世纪70年代后，世界范围的石油危机使先进陶瓷再次受到重视。

在开发新能源和有效利用石油能源的呼声中，相继掀起了有关先进陶瓷材料研究和开发的热潮。人们希望能够用耐高温高强度陶瓷取代耐热合金，制备具有高效率的燃气轮发电机和汽车发动机。为此陶瓷材料的研究和应用技术取得了很大的进展。

 

        20世纪70年代掀起了一股世界性的先进陶瓷热，为满足汽车功能多样化的要求，世界各国的陶瓷科技工作者逐渐把更多的目光寄希望于先进陶瓷。从初开始采用陶瓷材料制作汽车用的绝缘装置，到生产火花塞的绝缘子，又扩展到净化排气的氧传感器，蜂窝型催化剂载体等。近年来，陶瓷专家们对陶瓷发动机的研制与开发产生了浓厚的兴趣，并已取得了突破性进展，1971年美国率先推出“脆性材料计划”旨在研究涡轮发动机零件。装有104个陶瓷零件的示范涡轮发动机试验表明：涡轮进口温度提高200℃，功率提高30%,燃料消耗降低7%，1979年美国能源部进一步提出了先进燃气轮机计划，研制成功的AGTlOO和AGTIOI发动机，涡轮入口温度分别达到1288℃和1371℃，在实验室单机室温试验ZTA时已达到1×10s r/min的水平。

1983年美国能源部为了支持当时正在进行的陶瓷发动机及部件的研究和开发，制定了“陶瓷技术计划”，1996年改为“发动机系统材料计划”，经过10年的研究，美能源部认为结构陶瓷的可靠性问题已经解决，主要是昂贵的价格阻碍了它的商品化。为此，1993年又开始了一个为期5年的“热机用低成本陶瓷计划”。德国1974年开始实施国家科学部资助的国家计划。

1980年底进行室温试验时，转速6.5×l04 r/min，1350℃时，转速5×104 r/min．在奔驰2000汽车上运行了724km。日本政府1978年制定了“月光计划”，包插磁流体发电、先进燃气轮机、先进电池和储能系统等项目，1981年日本又制定了“下一代工业基础技术发展计划”。特种陶瓷是其中重要的项目之一，1984年制成的全陶瓷发动机，其热效率达48%。节约燃料50%,输出功率提高30%，质量减轻30%。其他国家，如英国、瑞典等都相继参加了这场竞争。
 

        目前，美国与日本在先进陶瓷打孔方面的研究与开发遥遥领先于世界上的任何国家，先进陶瓷的销售量逐年增加。据科众陶瓷统计资料显示：1980年美国先进陶瓷市场规模仅为5. 56亿美元，1990年达到了21. 96亿美元，2000年高达51. 20美元。20年间增长了近lO倍。目前在美国从事电子陶瓷的公司有300多家，从事陶瓷发动机研究开发和生产的公司在30～40家之间。日本的先进陶瓷市场同样得到了飞速发展，1980年为6950亿日元，1990年达25263亿日元，2000年高达61261亿日元，20年间增长了近9倍。日本从事陶瓷开发生产的公司约500家。

仅汽车特种陶瓷的专家就多达2000多名。日本发展先进陶瓷的战略步骤是首先开发制造日用生活用品和某些发热元件．如陶瓷剪刀、陶瓷加热器、陶瓷手术刀、人造陶瓷关节及陶瓷滚珠圆殊笔等。在积累了一定的先进陶瓷生产工艺、掌握了先进陶瓷生产技术的基础上。

开始研究开发高级技术陶瓷及精密陶瓷盘元件。如日立公司采用的陶瓷薄膜磁头，既降低了产品的生产成本，又提高了磁头的录音、演奏与消磁性能。随即向市场投放陶瓷光盘，到2000年陶瓷光盘的销售额已达到10亿美元。另外，在泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑胶复合陶瓷、及各种精细陶瓷材料与陶瓷元件等方面，日本均处于先进地位。