中國粉體網訊 先進陶瓷材料作為一種高性能的新型材料，正逐漸成為支撐現代高新技術產業發展的基石。由于其具有高模量、高硬度、耐磨損、耐高溫、耐腐蝕、抗侵蝕、生物相容性以及優異的電絕緣和透光透波等特性，被廣泛應用于國防軍工、航空航天、電子信息、生物醫療、核電與新能源、機械化工等高新技術產業，并且將在微電子工業、通信產業、自動化控制和未來智能化技術等方面發揮日益顯著的作用。
根據市場研究機構Research and Market預測，到2024年全球先進陶瓷市場規模將達1346億美元，年復合增長率超過8%，全球先進陶瓷產業已達到數萬億級的市場規模。面對先進陶瓷的巨大市場與應用前景，世界各國均高度重視先進陶瓷材料的研發與產業化。
美國
美國高溫結構先進陶瓷的發展良好，在航空航天和核能領域應用處于領先地位。目前在航天技術、航空器、核工程、汽車、醫療設備及機械動力等領域處于大范圍使用階段。美國國家航空和宇航局(NASA)在高溫結構陶瓷的開發和制備技術方面正在實施大規模的研究與發展計劃，將高溫陶瓷基復合材料制備技術作為研究重點，其目標是將發動機熱端部件的使用溫度提高到1650℃或者更高。
同時，美國是結構陶瓷生產大國，更是結構陶瓷最大的消費國。其中較大的結構陶瓷生產商是括Coors Tec公司和康寧公司。Coors Tec技術陶瓷公司是美國技術陶瓷市場最大的供應商，生產各種精密陶瓷部件、電真空陶瓷、半導體工業用陶瓷基板和半導體設備用陶瓷部件，其中Coors Tec在半導體設備用超高純碳化硅陶瓷的全球市場擁有較高份額；康寧公司是晶圓陶瓷、光電材料、高性能特種玻璃、玻璃纖維、光纜以及汽車尾氣過濾器等產品的供應商，特別是在蜂窩陶瓷技術和生產方面，康寧公司處于全球領先地位。
目前，美國已將新型陶瓷材料如納米陶瓷技術、陶瓷裝甲、環保陶瓷、核電用陶瓷、透光透波陶瓷等制備技術作為優先發展方向，且已取得重大進展。其中，20世紀70年代美國陸軍實驗室和Raytheon公司開展了透明ALON的研究，使得Raytheon在20世紀末成為唯一可以生產高質量ALON陶瓷的公司。而后，Surmet公司獲得了技術轉讓，并通過無壓燒結和熱等靜壓燒結實現了批量化大尺寸AlON陶瓷的生產及工程化應用。美國賽瑞丹公司(Ceradyne)每年給美國軍方提供的防彈陶瓷裝甲達到10億美元以上。
歐州
歐州在功能陶瓷領域優勢明顯。歐洲從事陶瓷材料研究和開發的主要國家(如德國、法國、英國、意大利等)在航天航空所需的耐高溫抗燒蝕陶瓷基復合材料(如 Cf/SiC、SiCf/SiC)，超高溫陶瓷(ZrB2-SiC、HfB2-SiC)占有優勢，歐洲在機械裝備領域先進陶瓷處于領先地位，產業重點為應用在發電設備中的新型材料技術，如陶瓷活塞蓋、排氣管里襯、渦輪增壓轉子和燃氣輪轉子等。
德國：賽瑯泰克公司(Ceram Tec)是德國最大的技術陶瓷公司，其先進陶瓷產品包括工業、醫療兩大類，醫療產品專注于醫療植入陶瓷件，工業產品下游覆蓋汽車、航空、機械、電子、化工等領域。此外德國還有一批專業的中小型陶瓷原料公司如Starck公司、燒結設備公司如FCT公司。
來源：Ceram Tec官網
法國：圣戈班是一家法國公司，世界百強企業之一。在先進陶瓷領域，圣戈班陶瓷材料事業部隸屬于高功能解決方案全球事業部，主要從事各種先進陶瓷材料的研發生產，涵蓋多個業務單元。
英國：摩根公司(Morgan)是全球化的先進材料企業，產品涉及熱產品、碳與技術陶瓷兩塊。其中熱產品部門又由熱陶瓷、熔融金屬兩大業務板塊構成；碳與工業陶瓷部門則分為電子碳素、密封件軸承，以及技術陶瓷三塊。
瑞典：世界軸承巨頭SKF公司是在20世紀80年代末期，開始研發和生產采用陶瓷材料的軸承和密封件產品，2023年SKF在中國第50萬顆應用于新能源汽車行業的陶瓷球軸承正式下線。瑞典Sandvik有先進的陶瓷刀具生產線，生產Al2O3基、Si3N4基，以及晶須增韌Al2O3陶瓷刀具。研制成功的SiC晶須增韌Al2O3陶瓷刀具Al2O3+SiCw，晶須的加入使 Al2O3基陶瓷的斷裂韌性提高兩倍多, 同時保留了很高的硬度，這種刀具投入市場，使Al2O3基陶瓷刀具能夠進軍對高硬材料有沖擊力的加工。
日本
日本在陶瓷粉體、先進陶瓷材料的產業化和民用領域方面占據領先地位，日資企業在全球先進陶瓷領域占據約50%的市場份額。日本自二十世紀八十年代以來，將先進陶瓷的研發制造放在國際競爭中的戰略性地位，不斷加大投資力度。在電子陶瓷、光導纖維、高韌性陶瓷、陶瓷敏感原件、泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑膠復合陶瓷、高性能陶瓷電池和陶瓷發動機部件等領域均處于國際領先地位。
與美國對比，日本先進陶瓷在功能陶瓷領域研究首屈一指，同時在陶瓷粉體的研究與應用也具有較強的競爭優勢。全球高端功能陶瓷粉體市場大多由日本企業壟斷，如Sakai化學、NCI化學、日本德山等。從目前的市場格局來看，在陶瓷粉體市場，AlN粉體日本德山一家獨大，占據全球75%的市場份額；氮化硅粉體方面，日本宇部、電氣化學走在前列。在高性能MLCC陶瓷粉體方面，日系廠商（例如村田）根據大容量（10μF以上）的需求，在D50為100納米的濕法BaTiO3基礎上添加稀土金屬氧化物改性，制造成高可靠性的X7R陶瓷粉料，最終制作出10μF－100μF小尺寸（如0402、0201等）MLCC。
從全球先進陶瓷產業發展來看，日本的先進陶瓷產業鏈覆蓋較為全面。與此同時，日本孕育了眾多在各自領域內具有顯著話語權的陶瓷業巨頭，諸如京瓷、村田、東芝、日本特殊陶業公司、NGK、昭和電工等知名企業。特別是京瓷與村田等，作為年銷售額高達千億級別的先進陶瓷領域的跨國公司，它們在全球范圍內均展現出了非凡的影響力和重要地位。
俄羅斯
俄羅斯在先進陶瓷的研究開發和生產方面，基礎扎實，設施齊全。近些年，俄羅斯在高溫陶瓷材料、透波陶瓷、陶瓷復合基材料制備及加工技術、陶瓷3D打印技術方面具有領先優勢。
據了解，俄羅斯國家科學技術大學的材料科學家曾經研制出一種氰化鉿陶瓷，理論上能承受4200℃高溫。在此之前，世界上公認的最耐高溫、最難熔化的人造物質是鉭鉿碳化物。另外，俄羅斯采用SHS法（自蔓燃高溫合成技術）合成的化合物已多達700種，位居世界領先地位。
2022年，俄羅斯等國家積極探索核熱推進技術、旋轉爆震發動機技術，高溫合金材料、增材制造、高溫陶瓷復合材料等發展。同年4月，俄羅斯科學院西伯利亞分院強度物理與材料科學研究所的研究人員開發出一種獨特的陶瓷復合材料，該材料硬度與金剛石相當，可承受高達2700℃的高溫，未來可應用于高超聲速飛行器熱端部件、火箭發動機和其他高溫環境運行的多種設備。8月，據俄羅斯《消息報》網站報道，俄羅斯工程師在世界上首次開發出了用陶瓷制造火箭發動機的技術，這種發動機比金屬發動機更耐高溫，因而效率更高。此外，俄羅斯科學院西伯利亞分院強度物理學與材料科學研究所科研人員開發出了一種能自我修復缺陷的陶瓷復合材料，新材料主要是為高能系統和高速飛機提供熱保護。
陶瓷3D打印技術方面，早在2006年，俄羅斯托木斯克理工大學學生借助3D打印技術研制了小型人造衛星Tomsk-TPU-120。該衛星是世界上第一個由大學生自主研制的利用3D打印技術制造的航天器，并成功登上了國際空間站，裝置的外殼利用的是熱塑性3D打印技術，電池組是通過氧化鋯陶瓷3D打印制作而成，續航能力更強。
中國
我國的先進陶瓷行業起步較晚，自20世紀80年代開始，歷經多個國家級科研項目如“六五”“七五”“八五”攻關計劃，以及“863”“973”“科技支撐”和“科技部重大專項”等的大力投入與研發，我們成功攻克了高效發動機中高溫陶瓷關鍵零部件的技術難題。在此過程中，陶瓷材料的組成設計、晶界工程、氣壓燒結、熱壓燒結、熱等靜壓燒結以及凈尺寸成型等關鍵技術也取得了顯著進展。這些努力使得我國在隨后的幾十年里，在精尖陶瓷制備技術研發和產業化方面取得了重大突破和豐碩成果。
目前，國內先進陶瓷產業分布主要集中在廣東、江蘇、山東，江西、湖南、浙江、河南、河北等地。其中廣東、江蘇、山東三省的先進陶瓷產業集中度高，在技術和產品方面競爭力較強。
江蘇的宜興、蘇州、常州等地在精密紡織陶瓷、化工用結構陶瓷、汽車尾氣凈化用蜂窩陶瓷、環保陶瓷、以及陶瓷軸承和陶瓷濾波器等領域具有優勢。
廣東先進陶瓷產業占據優勢地位，特別是在功能陶瓷和中高端結構陶瓷與生物陶瓷領域，已擁有六家先進陶瓷上市公司。
山東的淄博和濰坊為工業陶瓷聚集區，擁有100余家工業陶瓷企業和五大類工業陶瓷產品，包括耐磨陶瓷內襯、環保陶瓷、陶瓷缸套和球閥、透波石英陶瓷和Si3N4陶瓷、反應燒結SiC陶瓷。
隨著中國在泛半導體、新能源等領域全球制造地位日益提高，以及國家大力推動新材料發展，先進陶瓷的市場需求也在不斷擴大，產業向高端化發展，也孕育出一批實力企業正走上國際舞臺，例如國瓷材料、三環集團、中材高新、風華高科等等。此外，國內從事先進結構陶瓷及其陶瓷復合材料研究與開發的高等院校和科研院所已達近100家，為企業發展在一定程度上提供了技術支撐。以清華大學、上海硅酸鹽研究所為代表的研究單位，它們所研制的透明透波陶瓷、激光陶瓷、超高溫陶瓷、超低溫陶瓷、防彈陶瓷、陶瓷切削刀具、高溫陶瓷基復合材料的性能都接近或達到國際先進水平，許多技術和產品已實現產業化。
來源：
鄭四華等：高技術陶瓷產業發展評價及戰略研究
謝志鵬等：國際先進結構陶瓷研發及產業化應用發展狀況
張文毓：先進陶瓷材料的研究與應用
吳永慶：向先進陶瓷材料標準制高點邁進
中國工業報：全球七大最頂尖的新材料強國
科技導報：2022年航天裝備熱點回眸
科技日報、中國粉體網、珂瑪科技招股說明書
（中國粉體網編輯整理/空青）
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