特種陶瓷國內(nèi)市場現(xiàn)狀與展望

1、特種陶瓷也被稱為先進(jìn)陶瓷、現(xiàn)代陶瓷、新型陶瓷、高性能陶瓷、高技術(shù)陶瓷和精細(xì)陶瓷。它主要是指以高純度人工合成的無機(jī)化合物為原料、采用現(xiàn)代材料工藝制備的、具有獨特和優(yōu)異性能的陶瓷材料。按性能不同特種陶瓷可分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。結(jié)構(gòu)陶瓷又叫做工程陶瓷是主要利用陶瓷的強(qiáng)度、剛度、韌性、耐磨性、硬度、疲勞強(qiáng)度等力學(xué)性能的陶瓷材料主要種類有高強(qiáng)度陶瓷、超高溫陶瓷、超低溫陶瓷、高韌性陶瓷、超硬度陶瓷和納米陶瓷等。功能陶瓷是主要利用陶瓷的電、磁、光、聲、熱等性能及其耦合效應(yīng)的陶瓷材料主要種類有電子陶瓷、敏感陶瓷、光學(xué)陶瓷、生物陶瓷、磁性陶瓷和超導(dǎo)陶瓷等。功能陶瓷中大約是電子陶瓷它包括鐵電陶瓷、壓電陶瓷、半導(dǎo)

2、體陶瓷、電介質(zhì)陶瓷電絕緣陶瓷和電容器陶瓷等。按化學(xué)合成不同特種陶瓷還可分為單相陶瓷和復(fù)合陶瓷協(xié)和陶瓷。此外陶瓷粉料也是特種陶瓷的重要組成部分。與傳統(tǒng)陶瓷相比特種陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐磨損、電特性強(qiáng)等多種優(yōu)異特性它原料來源廣、生產(chǎn)噸位小、利潤高廣泛應(yīng)用在電子、通信、航空航天、冶金、機(jī)械、汽車、石油化工、能源、生物和環(huán)保等國民經(jīng)濟(jì)支柱和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)以及國防建設(shè)是現(xiàn)代制造業(yè)特別是高新技術(shù)應(yīng)用中不可缺少的關(guān)鍵材料代表著現(xiàn)代材料發(fā)展的主要方向被譽(yù)為繼金屬材料和有機(jī)高分子材料后材料科學(xué)與工程技術(shù)領(lǐng)域的“第三次材料革命”。特種陶瓷是我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重點領(lǐng)域之一。我國電子信息、汽車、化工、建材、輕工及

3、國防建設(shè)都對特種陶瓷產(chǎn)生巨大需求市場前景十分廣闊。預(yù)計年我國特種陶瓷產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)產(chǎn)值億元人民幣。我國今后要更加注重特種陶瓷的實際應(yīng)用開發(fā)和市場培育注重高性能與低成本的有機(jī)結(jié)合。特種陶瓷國內(nèi)市場現(xiàn)狀與展望俞前北京新材料發(fā)展中心我國的特種陶瓷發(fā)展特點研發(fā)先行帶動產(chǎn)業(yè)化我國十分重視特種陶瓷的開發(fā)應(yīng)用起步早投入大涉及部門多。在特陶種類上我國幾乎對所有特種陶瓷材料都進(jìn)行著研究、表特種陶瓷的分類及應(yīng)用種類高強(qiáng)陶瓷超硬陶瓷電子陶瓷超導(dǎo)陶瓷磁性陶瓷光學(xué)陶瓷生物陶瓷性能以上高溫短期使用以上高溫長期使用高強(qiáng)韌性、超塑性等熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性好等壓電、光電、電光等超導(dǎo)性能磁導(dǎo)率和矯頑力大硬度高透明、紅外光、熒光性能好

4、生物和化學(xué)功能應(yīng)用空間和軍事技術(shù)、航空航天發(fā)動機(jī)、柴油機(jī)耐熱部件等航空航天、模具、軸承、密封環(huán)、閥門、化工設(shè)備、高速切削刀具、防彈裝甲等電子工業(yè)電子元器件電子、能源、信息、交通、生物醫(yī)學(xué)等微波器件、量子無線電等激光技術(shù)、發(fā)光材料、光導(dǎo)纖維等生物器官等高溫陶瓷新材料產(chǎn)業(yè)開發(fā)和生產(chǎn)目前已形成比較完整的研發(fā)體系在高溫超導(dǎo)陶瓷等尖端高技術(shù)陶瓷的理論研究和實驗水平處于世界領(lǐng)先地位。近年來我國已將特種陶瓷作為發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個重點在基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)及產(chǎn)業(yè)化方面加大投入僅“七五”、“八五”期間我國就投入億元人民幣用于開發(fā)特種陶瓷其中用于汽車陶瓷發(fā)動機(jī)的研究經(jīng)費就達(dá)人民幣萬元。軍用為主轉(zhuǎn)變?yōu)槊裼脼橹魑覈奶胤N

5、陶瓷是世紀(jì)年代為支撐“兩彈一星”而起步的主要是為核試驗和航空航天配套開發(fā)耐高溫、耐燒蝕的特種陶瓷材料?，F(xiàn)應(yīng)用重點已轉(zhuǎn)到以民用為主。生產(chǎn)普通件逐步發(fā)展為生產(chǎn)核心件目前我國能生產(chǎn)大多數(shù)特種陶瓷普通電子陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷如集成電路基板、瓷介電容、電阻、電感、磁性材料、蜂鳴器、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、紡織瓷件莫來石堇青石窯具電熔石英、電熔剛玉等已能大批量生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定已占領(lǐng)一定的國際市場但許多核心電子陶瓷元器件還依賴進(jìn)口。市場及行業(yè)現(xiàn)狀行業(yè)結(jié)構(gòu)與年前相比目前我國特陶行業(yè)結(jié)構(gòu)變化巨大私營企業(yè)、外資企業(yè)的數(shù)量和比重迅猛增加特別是外資企業(yè)增長勢頭迅猛約占我國全部特陶企業(yè)的左右。

6、當(dāng)前在電子陶瓷行業(yè)中股份制和三資企業(yè)市場競爭力最強(qiáng)。我國特陶市場的開放和市場規(guī)模的潛力吸引許多國外企業(yè)紛紛進(jìn)入投資不斷增加規(guī)模逐步擴(kuò)大其投資模式已從最初的產(chǎn)品輸入經(jīng)銷產(chǎn)品到生產(chǎn)輸入投資設(shè)廠再到應(yīng)用研究輸入設(shè)立實驗室對我國本土特陶企業(yè)帶來巨大挑戰(zhàn)。市場規(guī)模年我國特種陶瓷產(chǎn)品銷售額億元人民幣約合億美元其中電子陶瓷約占約億元結(jié)構(gòu)陶瓷占約為億元。相當(dāng)于日本的、美國的與歐洲的市場規(guī)模相當(dāng)。年特種陶瓷產(chǎn)品產(chǎn)值將達(dá)到億元。表年和年我國特種陶瓷行業(yè)的基本情況對比年份生產(chǎn)企業(yè)數(shù)個約科研機(jī)構(gòu)數(shù)個約從業(yè)人員萬人產(chǎn)值億元資料來源中國工程院、中國科學(xué)院我國建筑材料發(fā)展現(xiàn)狀及邁入新世紀(jì)對策咨詢報告年月。年我國特種陶瓷在無

7、機(jī)非金屬新材料大領(lǐng)域玻璃纖維、玻璃鋼復(fù)合材料、特種玻璃及深加工玻璃、石英玻璃、特種陶瓷、人工晶體總需求億元中以的比例占首位。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)主要生產(chǎn)產(chǎn)品主要產(chǎn)品超細(xì)陶瓷粉體產(chǎn)品系列、電子陶瓷產(chǎn)品系列、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)品系列、敏感陶瓷、生物陶瓷、紅外陶瓷、化工防腐陶瓷、過濾凈化陶瓷等部分產(chǎn)品如石英晶體、氧化碲等壓電陶瓷已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。功能陶瓷我國功能陶瓷已形成產(chǎn)業(yè)功能陶瓷與電子工業(yè)配套已初具規(guī)模主要生產(chǎn)陶瓷基片、陶瓷電容器、陶瓷濾波器、壓電陶瓷、敏感陶瓷、磁性陶瓷和絕緣陶瓷等。擁有亞洲最大的熔融石英陶瓷生產(chǎn)基地。結(jié)構(gòu)陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷起步晚經(jīng)過年奮斗已初步實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化氧化鋯結(jié)構(gòu)陶瓷、耐磨陶瓷等產(chǎn)品的水平性

8、能已達(dá)到國際先進(jìn)水平。氧化鋯研磨介質(zhì)及制品年生產(chǎn)能力年產(chǎn)量約為氮化硅陶瓷混合軸承年生產(chǎn)能力為萬套年產(chǎn)量約為萬套氮化硅陶瓷刀具年生產(chǎn)能力為萬片年產(chǎn)量約為萬片。陶瓷原料我國特種陶瓷原料如氧化鋯高純超細(xì)粉、氧化鋁超細(xì)粉都已形成的產(chǎn)能氮化硅陶瓷納米級超細(xì)粉已形成規(guī)模。主要產(chǎn)品需求我國特種陶瓷的市場需求巨大為特種陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了大好機(jī)遇。今后我國需求較大的特種陶瓷主要產(chǎn)品有高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷基片、低介電常數(shù)陶瓷基片、陶瓷電容器、敏感陶瓷用瓷料、陶瓷光纖連接器、微波介質(zhì)陶瓷材料等功能陶瓷產(chǎn)品以機(jī)械行業(yè)需要的陶瓷刀具、陶瓷軸承、陶瓷密封環(huán)、陶瓷火花塞建材行業(yè)需要的氧化鋁研磨介質(zhì)和襯里、輥道窯陶瓷輥棒石油化

9、工行業(yè)需要的球閥、缸套等耐磨耐腐蝕陶瓷部件等結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)品國防工業(yè)需要的特殊陶瓷材料環(huán)境保護(hù)需要的生態(tài)環(huán)境陶瓷材料和生物醫(yī)用陶瓷材料。區(qū)域布局我國特陶企業(yè)集中分布在北京、上海、天津、江蘇、山東、浙江、福建、廣東等沿海城市和地區(qū)武漢等華中部分城市地區(qū)西南、西北等偏遠(yuǎn)地區(qū)以原軍工三線企業(yè)為主。電子陶瓷材料多集中在北京、廣東、福建和長江三角洲地區(qū)等。廣東是我國的電子產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)基地多集中在佛山、深圳、東莞、惠州等地已形成了完整的電子元器件產(chǎn)業(yè)集群產(chǎn)業(yè)配套體系比較完善廣東省內(nèi)清遠(yuǎn)、河源、三水、高要等新型陶瓷生產(chǎn)基地大都已完成一期投資。一些新規(guī)劃陶瓷工業(yè)園如四會、廣寧、德慶等地已準(zhǔn)備建設(shè)。福建已在泉州建設(shè)臺灣

10、學(xué)者創(chuàng)業(yè)園首期項目重點開發(fā)生產(chǎn)微波介質(zhì)陶瓷、壓電陶瓷、陶瓷敏感器件、光導(dǎo)陶瓷材料與原器件等先進(jìn)的特種陶瓷產(chǎn)品。上海以中科院上海硅酸鹽研究所為代表形成了產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的無機(jī)新材料產(chǎn)業(yè)在鋯鈦酸鉛等壓電陶瓷器件、氧化鋁增韌陶瓷、多孔陶瓷等方面具有很大優(yōu)勢。浙江在杭州、嘉興、湖州等地集中了鐵電晶體、光導(dǎo)纖維、壓電陶瓷、熒光材料等制造基地。北京在新材料產(chǎn)業(yè)集成電路芯片材料、鐵氧體等方面居于全國領(lǐng)先水平。四川在稀土功能陶瓷材料方面已形成產(chǎn)業(yè)化。我國特種陶瓷的主要企業(yè)我國特種陶瓷生產(chǎn)企業(yè)有多家主要企業(yè)有淄博華光、江蘇高淳、唐山陶瓷、中材高新、深圳南玻、江蘇華硅、景德鎮(zhèn)特陶、河北隆達(dá)、湖南新化、紹興銳克、湖南

11、精誠、湖南泰鑫、福建智勝、南京泰龍、廣東風(fēng)華、珠海粵科清華、沈陽星光、鄭州富煒、石家莊依斯特、中山高科等。目前我國境內(nèi)外資企業(yè)主要有華光菲尼克斯、上海京瓷、上海華克、蘇州共立、上海摩根美超、江蘇江佳、江蘇捷嘉、武進(jìn)興勤、珠海西門子松下、大連須內(nèi)等。特陶發(fā)展前景展望我國特種陶瓷發(fā)展的優(yōu)勢及問題我國發(fā)展特種陶瓷具有很大優(yōu)勢主要表現(xiàn)在特陶的自然資源十分豐富供應(yīng)良好?？蒲辛α繌?qiáng)科技成果多水平較高不低于日、美。具備產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)涌現(xiàn)一批規(guī)模企業(yè)。我國體制具有集中力量辦大事的特點各級政府支持各方面配合。我國具有一支很好的專業(yè)隊伍產(chǎn)業(yè)工人素質(zhì)較高人工成本低。我國特陶行業(yè)目前存在的主要問題有特陶材料特別是結(jié)構(gòu)陶瓷技

12、術(shù)性問題較大成本高可靠性低重復(fù)性強(qiáng)導(dǎo)致應(yīng)用面相對窄。產(chǎn)品的高性能與低成本之間矛盾較大。技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化有待加強(qiáng)規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)和工藝裝備相對落后急需改造。我國在特種陶瓷的應(yīng)用開發(fā)、生產(chǎn)水平和產(chǎn)業(yè)化等方面與日、美等國差距較大總體差距年以上特別是在半導(dǎo)體過程用先進(jìn)陶瓷、汽車用陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料等方面處于落后位置。目前世界最先進(jìn)的高利潤特陶產(chǎn)品我國未能占領(lǐng)市場許多電子整機(jī)中的電子陶瓷元件仍基本依賴進(jìn)口如手機(jī)中使用的片式壓電陶瓷濾波器等。原因是我國缺乏低成本、大批量制備高性能陶瓷材料的相關(guān)技術(shù)與設(shè)備全國整體基礎(chǔ)工業(yè)水平較為落后。產(chǎn)品檔次普遍不高技術(shù)附加值低。我國普通電子陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷已能大批量生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)

13、量穩(wěn)定并占領(lǐng)一定的國際市場。但大部分產(chǎn)品的利潤并不很高有待提升產(chǎn)品的技術(shù)含量和附加值。我國永磁鐵氧體年產(chǎn)量居世界首位。但與國外先進(jìn)水平相比產(chǎn)品檔次滯后約年。熱敏、壓敏電阻、壓電頻率元件瓷料能滿足國內(nèi)需求的左右但產(chǎn)品質(zhì)量與國外相比存在較大差距尤其是電子陶瓷元器件片式化程度與國外相比差距更大。特陶粉體原材料的生產(chǎn)加工落后原材料依賴進(jìn)口。影響我國特陶發(fā)展的重要因素之一是特陶粉體原材料的生產(chǎn)加工落后體現(xiàn)在專用粉體生產(chǎn)缺乏產(chǎn)量低質(zhì)量穩(wěn)定性差從而影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性因而目前許多生產(chǎn)線所需原材料必須從國外進(jìn)口可以說這是我國特陶發(fā)展的一個“瓶頸”。目前這種狀況正逐漸有所改善國內(nèi)近幾年已有幾家大型粉料專

14、業(yè)生產(chǎn)廠建成投產(chǎn)且產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭很猛但電子陶瓷特別是敏感元件所需粉體的專業(yè)化企業(yè)仍很缺乏。技術(shù)開發(fā)資金投入仍顯不足。功能陶瓷繼續(xù)為主結(jié)構(gòu)陶瓷發(fā)展迅速當(dāng)前世界特種陶瓷研究與開發(fā)的熱點集中在超高溫陶瓷、電絕緣陶瓷、硬質(zhì)陶瓷、高強(qiáng)度陶瓷、超導(dǎo)陶瓷、協(xié)和陶瓷、非氮化物陶瓷、潤滑性陶瓷和生物陶瓷等方面突出代表是低溫共燒陶瓷和納米硅基陶瓷粉體材料。陶瓷的薄膜化、非晶化和纖維化等也成為特種陶瓷開發(fā)的熱點和方向。預(yù)計今后年功能陶瓷仍將占據(jù)特種陶瓷市場的主要位置這是因為電子、化工、建筑等支柱型行業(yè)對功能陶瓷的需求量巨大如是各類半導(dǎo)體器件如傳感器、光耦合器等的基礎(chǔ)材料是世界半導(dǎo)體材料中最有發(fā)展前景的材料之一預(yù)計年世

15、界基器件規(guī)模將達(dá)到億美元其必用的的需求將達(dá)到億美元可促進(jìn)上千億美元相關(guān)設(shè)備、系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)形成。在年之間結(jié)構(gòu)陶瓷的增長速度將是各種特種陶瓷中增長最快的年平均增長率可以達(dá)到。估計這個速度將繼續(xù)保持年。納米技術(shù)推動特種陶瓷發(fā)展陶瓷材料納米化以后可顯著提高強(qiáng)度和韌性。據(jù)統(tǒng)計年納米粉體、納米復(fù)合陶瓷及其它復(fù)合材料的市場容量為億美元。世紀(jì)前年是納米陶瓷材料發(fā)展的關(guān)鍵時期在各領(lǐng)域中的應(yīng)用將全面展開一批新技術(shù)、新產(chǎn)品等各項研究成果的應(yīng)用將成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的增長點。納米電子陶瓷材料將滿足電子信息產(chǎn)業(yè)向高頻、節(jié)能和小型化方向發(fā)展的迫切需求高效、高強(qiáng)、高韌的納米陶瓷材料為化工、建材、輕工、冶金等行業(yè)的跨越式發(fā)展提供了廣泛

16、的機(jī)遇。特種陶瓷在汽車上的應(yīng)用成為重點特種陶瓷在汽車上的應(yīng)用很多包括發(fā)動機(jī)、汽車電子等在內(nèi)的汽車產(chǎn)業(yè)已成為特種陶瓷的重要應(yīng)用領(lǐng)域。汽車發(fā)動機(jī)采用結(jié)構(gòu)陶瓷代替高強(qiáng)度合金制造發(fā)動機(jī)如渦輪增壓發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、絕熱發(fā)動機(jī)等燃燒溫度可從現(xiàn)有的度提高到度以上熱效率可提高倍以上。功能陶瓷可制成熱敏電阻裝到汽車溫度傳感器感溫鐵氧體可用于汽車發(fā)動機(jī)冷卻水溫度調(diào)節(jié)。陶瓷基復(fù)合材料可用作內(nèi)燃機(jī)的活塞、氣門、搖臂、渦輪等既減輕重量又提高效率。催化轉(zhuǎn)換器控制尾氣的催化轉(zhuǎn)換器就是由特種陶瓷制成的單單更換催化轉(zhuǎn)換器的市場就達(dá)到萬臺年利潤達(dá)到億元年。而我國目前的汽車催化轉(zhuǎn)換器的生產(chǎn)能力僅萬套而且質(zhì)量還不穩(wěn)定因此特種陶瓷的發(fā)

17、展前景十分廣闊。已引起不少企業(yè)關(guān)注。但專業(yè)隊伍缺少和投入巨大使不少企業(yè)望而卻步。我國到年的戰(zhàn)略目標(biāo)根據(jù)中國工程院、中國科學(xué)院的相關(guān)預(yù)測年我國特種陶瓷產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)產(chǎn)值億元人民幣要突破近凈尺寸成型技術(shù)和低成本結(jié)構(gòu)陶瓷規(guī)?；苽浼夹g(shù)要完成高性能陶瓷關(guān)鍵設(shè)備的研制和產(chǎn)業(yè)配套要進(jìn)一步完善高性能陶瓷產(chǎn)業(yè)化要為國防工業(yè)開發(fā)協(xié)和陶瓷、高性能陶瓷薄膜、隱身和防彈等高性能新產(chǎn)新材料產(chǎn)業(yè)品為尖端武器配套。特種陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點攻克低成本、高可靠性、高重復(fù)性的特種陶瓷規(guī)?；苽浼夹g(shù)近凈尺寸成型、燒結(jié)及高效冷加工技術(shù)。攻克高純超細(xì)陶瓷粉體材料的制備技術(shù)形成具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的特種陶瓷生產(chǎn)技術(shù)與裝備。研究開發(fā)高抗毀傷能力的

18、防彈裝甲陶瓷、核潛艇用的耐輻射輕質(zhì)保溫材料、航天航空用反射鏡陶瓷、寬波段吸收、反射的隱身偽裝陶瓷、梯度功能材料和陶瓷分離膜等滿足國防尖端和高技術(shù)配套的需要。加強(qiáng)陶瓷材料微觀結(jié)構(gòu)、成分、性能和工藝之間關(guān)系的基礎(chǔ)理論及其控制技術(shù)研究陶瓷材料增強(qiáng)、增韌機(jī)理及其技術(shù)研究提高陶瓷的可靠性、重復(fù)性推動學(xué)科和新產(chǎn)品的發(fā)展。進(jìn)一步提高化工、冶金等工業(yè)和環(huán)境保護(hù)用泡沫陶瓷、耐高溫、耐腐蝕陶瓷的規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)與裝備水平形成新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。應(yīng)加強(qiáng)研究開發(fā)新型功能陶瓷、協(xié)和陶瓷解決產(chǎn)業(yè)化及材料應(yīng)用問題。特種陶瓷發(fā)展重點產(chǎn)品超純超細(xì)粉末原料制備技術(shù)批量和工業(yè)生產(chǎn)裝備的研制。高性能陶瓷特殊成型、燒結(jié)、精密加工、涂層纖維增強(qiáng)復(fù)合技術(shù)和工藝裝備的研制。脆性材料評價技術(shù)、無損檢測、破壞準(zhǔn)則及燒結(jié)、復(fù)合機(jī)理。高溫工程陶瓷包括陶瓷無冷機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、高溫密封閥、軸承、泵、風(fēng)機(jī)、煉鋼機(jī)械、輥道等的研制。敏感陶瓷與電子陶瓷各種氣敏、熱敏、光敏、聲敏、壓敏等