高技术陶瓷：现代科技不可或缺的材料

高技术陶瓷是指以精制的高纯、超细人工合成的无机化合物为原料，采用精密控制的制备工艺烧结，具有远胜过以往传统陶瓷性能的新一代陶瓷，又称为先进陶瓷、精细陶瓷、新型陶瓷或高性能陶瓷。

高科技陶瓷值得关注的有哪些？

先进陶瓷已逐步成为新材料的重要组成部分，成为许多高技术领域发展的重要关键材料，备受各工业发达国家的关注，其发展在很大程度上也影响着其他工业的发展和进步。先进陶瓷分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。

信息时代对电子陶瓷需求不断攀升

与传统材料相比，电子陶瓷具有传统材料不可比拟的优势，其应用领域不断扩大，市场需求持续增长。如对计算机、笔记本电脑、平板电脑等领域产品的性能提升，电子陶瓷取代部分金属与塑料部件成为必然。在信息技术的时代背景下，电子工业前景必须是得被看好的。信息化、电子消费产业的快速发展，对电子陶瓷的需求巨大，全球市场容量超400亿美元。

电子陶瓷是先进陶瓷中最成熟的技术产品，占先进陶瓷市场份额的65%。主要用于芯片、电容、集成电路封装、传感器、绝缘体、铁磁体、压电陶瓷、半导体、超导等。主要材料有钛酸钡、氧化锌、钛锆酸铅、铌酸锂、氮化铝、二氧化锆和氧化铝等。

生物陶瓷材料与3D打印技术结合成为创新热点

生物陶瓷是指用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料，即直接作用于人体或者与人体相关的生物、医用、生物化学等的陶瓷材料。目前，以羟基磷灰石、B-酸三和生物活性玻璃为代表的生物陶瓷材料应用最广泛。由于生物陶瓷材料具有良好的生物活性，同时与生物体组织结构和化学组成之间相似，使其在生物医学工程领域具有巨大发展潜力。

近年来，随着3D打印技术的研究，在医学领域展开了全面发展，3D打印可以实现针对患者的解决方案，包括可吸收和永久性植入物、牙科植入物、牙冠和牙桥、医疗设备部件和手术工具等。骨骼本身可以被认为是高级的陶瓷基复合材料，原则上可以通过3D打印制造。实验表明，这种3D打印的人工骨具有高度的骨再生能力，甚至可以作为液体生物制剂的载体。

纳米陶瓷是现代高科技产业的必然趋势

由于尺寸的纳米化大大提升了晶界数量，使材料的超塑性和力学性能大为提高，极为有效地克服了传统陶瓷的弊端。同时，材料性质主要由原子的短程序性决定，可望通过原子排列的变化而使材料具有新的性能。纳米颗粒与光子、电子或位错的相互作用，能导致产生不寻常且有用的光学、电子及磁、力学等性能。这些，都为陶瓷产业带来了更为广阔的应用未来。

目前纳米陶瓷制备方法有三大类：物理制备法、气相法、湿化学法。制备的纳米陶瓷粉体有：Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂、Si₃N₄、SiC、BaTiO₃、TiO₂等。纳米陶瓷的研制，带动了一些新的快速烧结设备的开发，如真空烧结工艺、微波烧结工艺和等离子烧结技术(SPS)等。

高温结构陶瓷材料成为航空航天行业“宠儿”

高温结构陶瓷材料具有金属等其他材料所不具备的优点，具有耐高温、高硬度、耐磨损、耐腐蚀、低热膨胀系数和质轻等特点，正在被广泛应用于冶金、建筑、电力和航空航天等行业。目前在航空航天中的应用研究主要集中在火箭喷嘴的耐热材料，太空飞船的隔热瓦，复合工程陶瓷材料以及宇宙飞船的观察窗涂层等，尤其是对具有轻质耐热、耐烧蚀、高熔点高强度的陶瓷纤维的研发极为关注。

陶瓷材料助力新能源领域快速发展

在能源匮乏和环境恶化日益严重的情况下，先进、高效节能环保技术得以实现的节能蓄热式热力垃圾焚烧炉(RTO)和冶炼行业节能蓄热室用蜂窝陶瓷、热气体净化领域和水处理领域用的陶瓷膜及装备、特高压交流输电技术与装备用的系列超/特高压悬式瓷绝缘子、蓄热换热用的碳化硅陶瓷部件、光伏产业用系列陶瓷制品都将会获得难得的发展契机。此外，随着污水、尾气污染的排放管控更加严格，多孔陶瓷材料也备受关注。

纵观人类发展史，每个时代的发展都是与新材料的发展密切相关，每一代材料的发展都推动着新时代的到来，未来是人类永生的生物材料时代还是半人半机的信息材料时代，现在还是未知数，但是可以明确知道的是，在新材料时代，先进陶瓷是当下最为重要的支柱产业之一。中国工程院发布的《面向2035的新材料强国战略研究》中指出，几乎每一个领域对于新材料的需求中都涉及到先进陶瓷，这足以体现先进陶瓷在当今社会的战略地位。

声 明：文章内容来源于材料圈。