先進陶瓷發展

        19世紀末，人類已經成功地合成氮化硅和碳化硅，拉開了先進陶瓷進入現代科技文明的序幕，較高純度陶瓷原料的合成技術和燒結工藝初步形成。第二次世界大戰爆發后，為了彌補戰略物資的不足，德國考慮使用陶瓷代替鎢、鈷、鎳、銅等特殊金屬材料。為此大力開展了關于高純度耐火陶瓷，具有陶瓷和金屬的復合結構的金屬陶瓷，以及陶瓷表面涂層等方面的研究。進入20世紀70年代后，世界范圍的石油危機使先進陶瓷再次受到重視。

在開發新能源和有效利用石油能源的呼聲中，相繼掀起了有關先進陶瓷材料研究和開發的熱潮。人們希望能夠用耐高溫高強度陶瓷取代耐熱合金，制備具有高效率的燃氣輪發電機和汽車發動機。為此陶瓷材料的研究和應用技術取得了很大的進展。

 

        20世紀70年代掀起了一股世界性的先進陶瓷熱，為滿足汽車功能多樣化的要求，世界各國的陶瓷科技工作者逐漸把更多的目光寄希望于先進陶瓷。從初開始采用陶瓷材料制作汽車用的絕緣裝置，到生產火花塞的絕緣子，又擴展到凈化排氣的氧傳感器，蜂窩型催化劑載體等。近年來，陶瓷專家們對陶瓷發動機的研制與開發產生了濃厚的興趣，并已取得了突破性進展，1971年美國率先推出“脆性材料計劃”旨在研究渦輪發動機零件。裝有104個陶瓷零件的示范渦輪發動機試驗表明：渦輪進口溫度提高200℃，功率提高30%,燃料消耗降低7%，1979年美國能源部進一步提出了先進燃氣輪機計劃，研制成功的AGTlOO和AGTIOI發動機，渦輪入口溫度分別達到1288℃和1371℃，在實驗室單機室溫試驗ZTA時已達到1×10s r/min的水平。

1983年美國能源部為了支持當時正在進行的陶瓷發動機及部件的研究和開發，制定了“陶瓷技術計劃”，1996年改為“發動機系統材料計劃”，經過10年的研究，美能源部認為結構陶瓷的可靠性問題已經解決，主要是昂貴的價格阻礙了它的商品化。為此，1993年又開始了一個為期5年的“熱機用低成本陶瓷計劃”。德國1974年開始實施國家科學部資助的國家計劃。

1980年底進行室溫試驗時，轉速6.5×l04 r/min，1350℃時，轉速5×104 r/min．在奔馳2000汽車上運行了724km。日本政府1978年制定了“月光計劃”，包插磁流體發電、先進燃氣輪機、先進電池和儲能系統等項目，1981年日本又制定了“下一代工業基礎技術發展計劃”。特種陶瓷是其中重要的項目之一，1984年制成的全陶瓷發動機，其熱效率達48%。節約燃料50%,輸出功率提高30%，質量減輕30%。其他國家，如英國、瑞典等都相繼參加了這場競爭。
 

        目前，美國與日本在先進陶瓷打孔方面的研究與開發遙遙領先于世界上的任何國家，先進陶瓷的銷售量逐年增加。據科眾陶瓷統計資料顯示：1980年美國先進陶瓷市場規模僅為5. 56億美元，1990年達到了21. 96億美元，2000年高達51. 20美元。20年間增長了近lO倍。目前在美國從事電子陶瓷的公司有300多家，從事陶瓷發動機研究開發和生產的公司在30～40家之間。日本的先進陶瓷市場同樣得到了飛速發展，1980年為6950億日元，1990年達25263億日元，2000年高達61261億日元，20年間增長了近9倍。日本從事陶瓷開發生產的公司約500家。

僅汽車特種陶瓷的專家就多達2000多名。日本發展先進陶瓷的戰略步驟是首先開發制造日用生活用品和某些發熱元件．如陶瓷剪刀、陶瓷加熱器、陶瓷手術刀、人造陶瓷關節及陶瓷滾珠圓殊筆等。在積累了一定的先進陶瓷生產工藝、掌握了先進陶瓷生產技術的基礎上。

開始研究開發高級技術陶瓷及精密陶瓷盤元件。如日立公司采用的陶瓷薄膜磁頭，既降低了產品的生產成本，又提高了磁頭的錄音、演奏與消磁性能。隨即向市場投放陶瓷光盤，到2000年陶瓷光盤的銷售額已達到10億美元。另外，在泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑膠復合陶瓷、及各種精細陶瓷材料與陶瓷元件等方面，日本均處于先進地位。