電子陶瓷發(fā)展前景

1、電子陶瓷的發(fā)展前景2010-6-6 13:02:25電子陶瓷在小型化和便攜式電子產(chǎn)品中占有十分重要的地位，世界各國(guó)元器件生產(chǎn)企業(yè)都在電子陶瓷及其元器件的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備方面投入巨資進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。高投入的研發(fā)使得電子陶瓷及元器件成為一個(gè)創(chuàng)新活躍、競(jìng)爭(zhēng)激烈的領(lǐng)域，每年都有大量新型功能陶瓷材料及元器件問(wèn)世。近些年來(lái)，在國(guó)家諸多重點(diǎn)科研計(jì)劃的支持和推動(dòng)下，我國(guó)在電子陶瓷材料的科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)化方面有了很大發(fā)展，但總體來(lái)看，我國(guó)的電子信息產(chǎn)業(yè)，特別是一些附加價(jià)值高、技術(shù)含量高的新型電子信息產(chǎn)品和一些基礎(chǔ)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在很大差距，不少高端產(chǎn)品在相當(dāng)大的程度上被外資

2、企業(yè)所控制。國(guó)外大公司如村田、松下、京都陶瓷、摩托羅拉等近年來(lái)長(zhǎng)驅(qū)直入中國(guó)市場(chǎng)，目前已占據(jù)了國(guó)內(nèi)片式元器件特別是高檔片式元器件市場(chǎng)相當(dāng)大的份額。我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)正面臨著產(chǎn)品升級(jí)換代的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。近年來(lái)，隨著電子信息技術(shù)的高速發(fā)展，以信息技術(shù)為應(yīng)用領(lǐng)域的功能陶瓷成為新材料研究中十分活躍的領(lǐng)域。而其應(yīng)用領(lǐng)域正在從傳統(tǒng)的消費(fèi)類電子產(chǎn)品轉(zhuǎn)向數(shù)字化的信息產(chǎn)品，包括通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)和數(shù)字化音視頻設(shè)備等。數(shù)字技術(shù)對(duì)陶瓷元器件 提出了一系列特殊的要求。為了滿足這些要求，世界各國(guó)的大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)都在新材料、新工 藝、新產(chǎn)品方面投入巨資進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。新型電子陶瓷元器件及相關(guān)材料的發(fā)展趨勢(shì)和方向主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)

3、方面：1 .小型化與微型化隨著移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信的迅速發(fā)展，對(duì)器件小型化、微型化的要求越來(lái)越迫切，而電子元器件特別是大量使用的以電子陶瓷材料為基礎(chǔ)的各類無(wú)源元器件，是實(shí)現(xiàn)整機(jī)小型化、微型化的主要瓶頸。因此，小型化、微型化是目前元器件研究開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要目標(biāo)，市場(chǎng)需求也非常旺盛。以片式電容器為例，2004年多層陶瓷電容器的全球市場(chǎng)已達(dá) 8000億只，并且以每年的速度遞增，表現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。從技術(shù)方面看，正向著微型化、介質(zhì)薄層化、大容量、高可靠和電極賤金屬化低成本的方向發(fā)展。片式元件的尺寸已由 1206和0805為主，發(fā)展為0603和0402,并進(jìn)而向0201和01005發(fā)展；介質(zhì)單層厚度由原來(lái)

4、的10微米以上減小到5微米、3微米，甚至到1微米；介質(zhì)層數(shù)也由幾十層發(fā)展到幾百層。同樣，其他功能陶瓷元器件也正向著片式化和微型化方向發(fā)展，如多層壓電陶瓷變 壓器、片式電感類器件、片式壓敏電阻、片式多層熱敏電阻等。這些片式化功能陶瓷元器件占據(jù)了當(dāng)前電子陶瓷無(wú)源元器件的主要市場(chǎng)。從材料角度而言，實(shí)現(xiàn)小型化、微型化的基礎(chǔ)在于提高陶瓷材料 的性能和發(fā)展陶瓷納米晶技術(shù)和相關(guān)工藝，因此，發(fā)展高性能功能陶瓷材料及其先進(jìn)制備技術(shù)是功能陶瓷的重要研究課題。2 .高頻化與頻率系列化高頻化是數(shù)字3c產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢(shì)。以移動(dòng)通信為例，以模擬信號(hào)為主要特征的第一代移動(dòng)通信所用的頻段在800MHz-900MHz之間，以

5、數(shù)字信號(hào)為主要特征的第二代移動(dòng)通信所用的頻段則在900MHz和1.8GHz左右，目前正在研究的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率則在2GHz左右。對(duì)各類電子元器件中的陶瓷材料來(lái)說(shuō)，如何適應(yīng)高的工作頻率是一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，尋找具有良好高頻特性以及系列化工作頻率的功能陶瓷材料，是目前新型電子元器件領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，微波介質(zhì)陶瓷材料及新型微波器件是其中重要的研究課題。微波介質(zhì)陶瓷指適合于微波應(yīng)用的低損耗、溫度穩(wěn)定的電介質(zhì)陶瓷材料，廣泛應(yīng)用于微波諧振器、濾波器、移相器、微波電容器以及微波基板等，是 移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) （GPS）、藍(lán)牙技術(shù)以及無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）等現(xiàn)代微波通信 技術(shù)的關(guān)鍵材料

6、。自上世紀(jì) 80年代初微波介質(zhì)諧振器的實(shí)用化實(shí)現(xiàn)突破以來(lái)，已研究開(kāi)發(fā)出了多種 實(shí)用化微波介質(zhì)陶瓷材料，從而大大促進(jìn)了現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展與普及。尋求高介電常數(shù)、高品質(zhì)因 數(shù)、低頻率溫度系數(shù)仍然是當(dāng)前微波介質(zhì)陶瓷材料研究的重點(diǎn)。為適應(yīng)通信終端設(shè)備小型化和便攜化的發(fā)展需求，發(fā)展新型片式化微波器件，如片式濾波器、片式諧振器、片式天線等，已引起業(yè)界的廣 泛關(guān)注。3 .集成化與模塊化當(dāng)前，手機(jī)和筆記本電腦進(jìn)一步向便捷化、多功能化、全數(shù)字化和高集成化及低成本方向發(fā)展，極大地推動(dòng)了電子元器件的片式化、小型化和低成本及器件組合化、功能集成化的發(fā)展進(jìn)程。以手機(jī)為例，目前每個(gè)手機(jī)中約有 250個(gè)-300個(gè)無(wú)源電子元

7、件，因此無(wú)源電子元件的小型化對(duì) 手機(jī)產(chǎn)品的輕便化起決定性作用，這一需求極大地推動(dòng)了無(wú)源電子陶瓷片式元件的小型化、集成化進(jìn)程。為減小整機(jī)的尺寸，采用多元復(fù)合、集成化無(wú)源元件，提高安裝密度，將是一種最有效的途徑。因此，多層復(fù)合功能陶瓷及元器件正由分離式元件向復(fù)合化多元組件發(fā)展，并最終向無(wú)源器件的集成化趨勢(shì)發(fā)展。集成化功能陶瓷元器件是以低溫共燒陶瓷 (LTCC)為平臺(tái)，采用多層陶瓷技術(shù)將電容、電感和電 阻材料嵌入集成在低溫共燒陶瓷基板中，形成無(wú)源集成陶瓷器件。目前，基于LTCC技術(shù)的功能陶瓷集成器件已開(kāi)始應(yīng)用于移動(dòng)通信終端設(shè)備中，如片式多層LC濾波器、片式微帶濾波器、多層天線等已開(kāi)始在手機(jī)中獲得應(yīng)用

8、，而一些功能集成模塊如收發(fā)前端模 塊、功率模塊和藍(lán)牙模塊等也已開(kāi)發(fā)成功，并將在 3G手機(jī)中得到推廣應(yīng)用。LTCC的多功能模塊的巨大市場(chǎng)前景，使其成為眾多企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，很多國(guó)際著名的無(wú)源電子 元器件的生產(chǎn)企業(yè)紛紛進(jìn)入這一領(lǐng)域， 如日本的村田、TDK、太陽(yáng)誘電，美國(guó)的Johanson Technology 公司等。目前多家公司都宣稱已開(kāi)發(fā)成功包括LTCC微帶濾波器、多層天線、復(fù)用器、不平衡變壓器以及射頻前端開(kāi)關(guān)模塊、功放模塊和藍(lán)牙模塊等在內(nèi)的集成化無(wú)源元件和模塊。這些器件應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括各種制式的手機(jī)、藍(lán)牙模塊、GPS、數(shù)碼相機(jī)、WLAN、汽車電子等，其中，手機(jī)的用量占據(jù)主要部分，約占80%以

9、上。國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域還處于起步階段，尚未形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。從技術(shù)角度而言，實(shí)現(xiàn)陶瓷集成的關(guān)鍵在于 發(fā)展性能優(yōu)異的低溫共燒陶瓷材料以及先進(jìn)的異質(zhì)材料共燒技術(shù)，這已成為當(dāng)前信息功能陶瓷領(lǐng)域重要的研究方向。4 .無(wú)鉛化與環(huán)境協(xié)調(diào)性近年來(lái)，隨著環(huán)境保護(hù)和人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需求，研發(fā)新型環(huán)境友好的鐵電壓電陶瓷已成為發(fā)達(dá)國(guó)家致力研發(fā)的熱點(diǎn)材料之一。2001年歐州議會(huì)通過(guò)了關(guān)于"電器和電子設(shè)備中限制有害物質(zhì)" 的法令，并定于2008年實(shí)施，其中被限制使用的物質(zhì)就包括含鉛的壓電器件。作為重要的功能材料，壓電陶瓷在電子材料領(lǐng)域占據(jù)相當(dāng)大的比重。近幾年來(lái)，壓電陶瓷在全球 每年的銷售量按15%左右的速

10、度增長(zhǎng)。隨著電子整機(jī)向數(shù)字化、高頻化、多功能化和薄、輕、小、便攜式的方向發(fā)展，壓電陶瓷器件也 在向片式化、多層化和微型化方向發(fā)展。近年來(lái)，包括多層壓電變壓器、多層壓電驅(qū)動(dòng)器、片式化壓 電頻率器件、聲表面波(SAM)器件、薄膜體聲波濾波器等一些新型壓電陶瓷器件不斷被研制出來(lái)，并廣泛應(yīng)用于微機(jī)電系統(tǒng)和信息領(lǐng)域。目前所用的壓電陶瓷材料大多是基于錯(cuò)鈦酸鉛的含鉛材料體系, 發(fā)展非鉛系的環(huán)境協(xié)調(diào)性的壓電鐵電陶瓷是一項(xiàng)緊迫且具有重大實(shí)用意義的課題O一、在國(guó)民經(jīng)濟(jì)及國(guó)防建設(shè)中的作用和地位新材料是發(fā)展高新技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的必備條件，因此材料科學(xué)被列為對(duì)世紀(jì)六大高科技領(lǐng)域（生物、信息、能源、材料、

11、空間技術(shù)和海洋工程）之一。特種陶瓷（又稱 高性能陶瓷，先進(jìn)陶瓷，精細(xì)陶瓷，高技術(shù)陶瓷等）是新材料的一個(gè)組成部分，由于它具有其他 材料所沒(méi)有的各種優(yōu)良性能，例如：耐高溫、高強(qiáng)度、重量輕、耐磨、耐腐蝕、優(yōu)異的電、磁、 聲、光、熱學(xué)件能等，它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的能源、電子、航空航天、機(jī)械、汽車、冶金、石油化工 和生物等各方面都有廣闊的應(yīng)用前景，成為各工業(yè)技術(shù)特別是尖端技術(shù)中不可缺少的關(guān)鍵材料， 在國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)中，武器裝備的發(fā)展也離不開(kāi)特種陶瓷材料。除此之外，在當(dāng)今世界各國(guó)把環(huán)境保護(hù)作為重要的問(wèn)題來(lái)考慮時(shí)，以環(huán)境保護(hù)、生活優(yōu)化為背景的環(huán)境凈化功能陶瓷的研究與開(kāi)發(fā)也必然對(duì)改善人類生存環(huán)境，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

12、起到積極的推動(dòng)作用。由此可見(jiàn)，特種陶瓷在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及國(guó)防建設(shè)中的作用和地位是十分重要的。二、高性能陶瓷的現(xiàn)狀、差距與問(wèn)題（一）高性能陶瓷基本狀況1.基本狀況特種陶瓷一般分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷，有的還分為陶瓷涂層及陶瓷復(fù)合材料等。結(jié)構(gòu)陶瓷主要是利用其耐高溫、高強(qiáng)度、耐磨的性能，應(yīng)用于熱機(jī)部件、耐磨部件，例如刀 具、軸承、密封環(huán)、閥門等，熱交換器、防彈材料及生物陶瓷等。主要的材料有Si3N4, SiC,ZrO2, A12O3, SiALON 等。功能陶瓷主要是利用其電、磁、聲、光、熱學(xué)等功能特性，應(yīng)用于絕緣子，集成電路的基片，電容器，壓電和鐵電及敏感元件等。主要的材料有 BaTiO3, ZnO,

13、 Ph （ZrxTi1-x ）03, AIN, ZrO2 等。還應(yīng)當(dāng)提到的是陶瓷粉料是發(fā)展特種陶瓷的基礎(chǔ)材料，是特種陶瓷的重要組成部分，對(duì)特種陶瓷的發(fā)展起到十分重要的作用。特種陶瓷作為一種新材料，近十幾年來(lái)得到了迅速的發(fā)展。盡管70年代末到80年代中期，發(fā)達(dá)國(guó)家為應(yīng)付可能產(chǎn)生的能源危機(jī)，在世界上掀起了一股研制陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)而出現(xiàn)的“陶瓷 熱”，使很多的企業(yè)卷入了這一行列，但是由于陶瓷材料的制造成本，可靠性，重復(fù)性等問(wèn)題， 未能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的目標(biāo)，到如年代初開(kāi)始降溫。但這些研究成果使陶瓷材料的性能提高到一個(gè)嶄新 的水平，制備工藝技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，大大地加速了結(jié)構(gòu)陶瓷實(shí)用化進(jìn)程，只是市場(chǎng)沒(méi)有像預(yù)期的增

14、長(zhǎng)那么快罷了。功能陶瓷由于電子、信息、通信事業(yè)的發(fā)展，仍穩(wěn)步地增長(zhǎng)，大約每年以10%的增長(zhǎng)率發(fā)展。我國(guó)也經(jīng)歷了同樣的過(guò)程。我國(guó)的特種陶瓷是五六十年代為支撐我國(guó)“兩彈一星”的研制而發(fā)展起來(lái)的。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，功能陶瓷已形成了一個(gè)行業(yè)，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、絕緣瓷等等。結(jié)構(gòu)陶瓷通過(guò)“六五”、“七五”、“八五”的科技攻關(guān)， 進(jìn)行結(jié)構(gòu)陶瓷的研究與開(kāi)發(fā)，使結(jié)構(gòu)陶瓷取得了很大地進(jìn)步，品種不斷增加，但離形成一個(gè)行業(yè)還有相當(dāng)?shù)木嚯x。我國(guó)特種陶瓷的基本情況列于表1。表1 我國(guó)特種陶瓷行業(yè)基本情況2.技術(shù)進(jìn)步我國(guó)在“七五”、 “八五”期間， 國(guó)家約投入了1 億

15、人民幣，用于結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷的攻關(guān)及“863”計(jì)劃，使得我國(guó)特種陶瓷研究工作進(jìn)人世界的前列。在結(jié)構(gòu)陶瓷材料的研究水平和性能上接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平（例如：高性能的氮化硅陶瓷在137c下，抗彎弓§度達(dá)到1000MPa以上，陶瓷軸承、陶瓷刀具等等的性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平），在國(guó)際上享有較高的學(xué)術(shù)地位。在“七五”、 八五”期間研究開(kāi)發(fā)的嚴(yán)酷環(huán)境下應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)陶瓷零部件方面也做了成功的探索，在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部位裝有陶瓷零部件的一臺(tái)無(wú)水冷6105 發(fā)動(dòng)機(jī)， 通過(guò)了 3200km 的路試， 一臺(tái)裝有陶瓷零部件的無(wú)水冷6105 發(fā)動(dòng)機(jī)在我國(guó)南疆沙漠地區(qū)通過(guò)了 11212km 的實(shí)際路試考核，引起了世

16、界矚目?！?63”計(jì)劃資助的高介電低溫?zé)Y(jié)陶瓷多層電容器（ML。項(xiàng)目取得了一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的科研成果，利用該項(xiàng)目研究的低燒瓷料，達(dá)到 了年產(chǎn)10億只MLC產(chǎn)品，產(chǎn)值在1.5億元人民幣以上，并進(jìn)入了國(guó)際市場(chǎng)。但是應(yīng)當(dāng)指出，我國(guó)由于缺乏資金的投入將研究的成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，使得很多研究成果停留在實(shí)驗(yàn)室的水平上， 得不到實(shí)際應(yīng)用，結(jié)果還是不得不引進(jìn)國(guó)外的工藝技術(shù)、裝備，進(jìn)口國(guó)外產(chǎn)品，以滿足國(guó) 內(nèi)的需要。（二）差距與問(wèn)題通過(guò)近十幾年的努力，我國(guó)特種陶瓷的研究開(kāi)發(fā)取得了很大的進(jìn)展，特種陶瓷的品種不斷增多，性能也不斷提高，同時(shí)形成一批具有較高素質(zhì)的科研開(kāi)發(fā)隊(duì)伍。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，無(wú)論是 在市場(chǎng)開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品

17、的工程化開(kāi)發(fā)，規(guī)模化工藝技術(shù)，還是在規(guī)模生產(chǎn)的工藝裝備，工藝控制等方 面都存在著較大的差距，主要表 現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：1. 產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率低至今，世界上大約開(kāi)發(fā)了200 多種陶瓷材料及2000 多種應(yīng)用產(chǎn)品。雖然我國(guó)能制備出性能良好的陶瓷材料，但許多仍停留在實(shí)驗(yàn)室的少量樣品上，有的產(chǎn)品由于成本高及可靠性等問(wèn)題，市場(chǎng)還不能接受，所以產(chǎn)品的銷售額與發(fā)達(dá)國(guó)家相比相差甚遠(yuǎn)。根據(jù)預(yù)測(cè)，西方主要國(guó)家特種陶瓷的銷售額1995 年為 156 億美元， 2000 年為 280 億美元， 1995 2000 年平均年增長(zhǎng)率為10左右，見(jiàn)表2。今后十年仍將維持這個(gè)速度增長(zhǎng)。從表2 可以看出，目前世界發(fā)達(dá)國(guó)家基本壟

18、斷了特種陶瓷的國(guó)際市場(chǎng)，日本在世界特種陶瓷市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，占世界市場(chǎng)的60%左右，美國(guó)占36左右，主要的原因是日本十分注重產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，但美國(guó)在基礎(chǔ)研究和工藝技術(shù)上仍然處于領(lǐng)先的地位。根據(jù)美國(guó)Business Commuru-cationsCo.Inc. 對(duì)美國(guó)特種陶瓷的市場(chǎng)分析，估計(jì)美國(guó)特種陶瓷的市場(chǎng)1995 年為 55 億美元，到2000 年將增加到87 億美元，平均年增長(zhǎng)率為9.5 ，見(jiàn)表3 。從表 3 可以看出各類陶瓷所占的市場(chǎng)比例，銷售額最大的是電子陶瓷，約占76 左右。但增長(zhǎng)率比較快的是環(huán)境陶瓷，隨后是陶瓷徐層，結(jié)構(gòu)陶瓷。 表 2 世界主要國(guó)家特種陶瓷銷售額（億美元）據(jù)估計(jì)，

19、我國(guó)1995 年特種陶瓷的產(chǎn)值約為80 億元人民幣（約10 億美元），其中電子陶瓷約占 70 ， 約 56 億元； 結(jié)構(gòu)陶瓷占30，約為 24億元。 這相當(dāng)于日本的1 9、 美國(guó)的 1 5，與歐洲的水平相當(dāng)，相比之下我國(guó)的市場(chǎng)占有率與日本、美國(guó)有很大的差距。為了滿足國(guó)內(nèi)的需要，我國(guó)每年還不得不從國(guó)外進(jìn)口大量的特種陶瓷產(chǎn)品（包括陶瓷粉料）。2. 缺乏特種陶瓷份料供應(yīng)基地大家知道，特種陶瓷是由人工合成的原料制成的，陶瓷粉料的性能在很大程度上決定了陶瓷的質(zhì)量，所以各國(guó)對(duì)陶瓷粉料的研究開(kāi)發(fā)、制備十分重視，目前發(fā)達(dá)國(guó)家各種高純超細(xì)的粉料，成分控制的特種陶瓷的粉料都有專業(yè)的公司生產(chǎn)，規(guī)格齊全，質(zhì)量穩(wěn)定，例

20、如，美國(guó)鋁公司 生產(chǎn)的氧化鋁粉料，日本宇部興產(chǎn)（株）生產(chǎn)的氮化硅粉料，日本東洋曹達(dá)（株）生產(chǎn)的氧化諸粉料，日本川田（株）和美國(guó)TAM公司生產(chǎn)的電容器瓷料，日本德山營(yíng)達(dá)的氮化鋁粉料等等，木僅充分滿足了本國(guó)研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的需要，而且還大量出口。我國(guó)對(duì)陶瓷粉料的制備還未引起足夠的重視，我國(guó)有許多特種陶瓷的粉料尚無(wú)專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，許多企業(yè)不得不“自產(chǎn)自銷”。例如生產(chǎn)氮化硅刀具的企業(yè)， 自己生產(chǎn)氮化硅粉料，生廠碳化硅密封環(huán)的企業(yè)自己制備超細(xì)碳化硅粉料，甚至連科研單位也不得不采取同樣的辦法來(lái)滿足自己研究的需要，結(jié)果大大地影響了研究開(kāi)發(fā)的周期。即使有的陶瓷粉料有專業(yè)化生廠企業(yè)，也還存在著“統(tǒng)貨”多， 規(guī)格

21、不全，或質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題，從而大大地影響了我國(guó)高性能陶瓷的研究與開(kāi)發(fā)。 例如我國(guó)有好幾個(gè)萬(wàn)噸級(jí)的氧化鋁粉料生產(chǎn)廠，但生產(chǎn)氧化鋁陶瓷基片的氧化鋁粉料還得依賴進(jìn)口就是一個(gè)例證。在這種情況下，我國(guó)每年還不得不從國(guó)外進(jìn)口大量的氧化鋁、氮化硅、鈦酸鋇和氧化鋁等粉料來(lái)滿足生產(chǎn)陶瓷基片、電容器和濾波器及結(jié)構(gòu)陶瓷等的需要。3. 規(guī)?；に嚰夹g(shù)裝備落后目前我國(guó)高性能陶瓷生產(chǎn)設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)尚未受到足夠的重視，能提供的工藝裝備也是落后的，即使引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的工藝裝備，像氣氛加壓燒結(jié)爐、熱等靜壓、注射成型機(jī)、流延機(jī)等來(lái)提高我國(guó)的工藝技術(shù)裝備水平，但也因價(jià)格昂貴，投資大，在經(jīng)濟(jì)上給企業(yè)造成了很大的壓力，從而限制了特種陶

22、瓷的發(fā)展。4. 新產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)遲緩我國(guó)雖然能在實(shí)驗(yàn)室里制備出性能很好的陶瓷材料，但由于資金不足，缺乏中間試驗(yàn)這一環(huán)節(jié)， 不能很好地過(guò)渡到規(guī)模化生產(chǎn)階段。有的即使投入了規(guī)模生產(chǎn)，結(jié)果也因工藝技術(shù)裝備落后，生產(chǎn)成本高以及產(chǎn)品的可靠性、重復(fù)性等問(wèn)題，使產(chǎn)品很難被市場(chǎng)接受，結(jié)果影響了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)進(jìn)程。例如80 年代末，國(guó)際上注意到了以環(huán)境保護(hù)和生活優(yōu)化為背景的節(jié)省能源，減少公害增進(jìn)人類健康的高性能陶瓷研究與開(kāi)發(fā)，例如， 日本抗菌陶瓷面磚已投入市場(chǎng)，日本東陶公司目前產(chǎn)量為1.5萬(wàn)m2/月，預(yù)計(jì)1998年為4.5萬(wàn)m2/月。而我國(guó)現(xiàn)在才著手研究開(kāi)發(fā)。5. 企業(yè)未形成自身良性循環(huán)的能力在發(fā)達(dá)國(guó)家，政府和企業(yè)

23、都投入大量的資金在特種陶瓷這個(gè)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，用于研究、開(kāi)發(fā)、工藝技術(shù)改造，例如美國(guó)的公司一般從銷售額中提取35作為研究開(kāi)發(fā)和企業(yè)改造資金，日本像NGK公司甚至提取高達(dá) 7%資金用于增強(qiáng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，從而促進(jìn)了企業(yè)自身的發(fā)展。我國(guó)政府雖然投入一定的資金進(jìn)行陶瓷新材料的研究，但是我國(guó)的企業(yè)由于缺乏資金，沒(méi)有能力提取一定的資金來(lái)進(jìn)行科研開(kāi)發(fā)、技術(shù)改造、設(shè)備更新，所以很難使企業(yè)形成自身又勝循環(huán)的能力。6. 成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)產(chǎn)品的中間環(huán)節(jié)得不到資金的支持研究單位由于資金的缺乏，開(kāi)發(fā)能力十分有限，成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的中間實(shí)驗(yàn)過(guò)程得不到資金的支持， 致使研究開(kāi)發(fā)的成果轉(zhuǎn)化為規(guī)?；a(chǎn)時(shí)，由于缺乏中試過(guò)程的工藝數(shù)據(jù)采

24、集，難以形成生產(chǎn)力，現(xiàn)在我國(guó)實(shí)行產(chǎn)學(xué)研一體化開(kāi)發(fā)政策，將為改變這一狀況起到良好的作用。三、需求與挑戰(zhàn)特種陶瓷具有各種現(xiàn)有材料中所沒(méi)有具備的優(yōu)異性能，它在高技術(shù)領(lǐng)域中，像機(jī)械、電子信后、航空航天、汽車、能源、生物和國(guó)防等，有著廣泛的用途。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，工業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，人民生活的不斷改善以及國(guó)防現(xiàn)代化的需要，迫切地需要大量的特種陶瓷產(chǎn)品，市場(chǎng)前景十分廣闊。預(yù)計(jì)到 2000 年其銷售額將達(dá)到110 億元， 2010 年達(dá)到 300 億元， 2015 年達(dá)到 450 億元，見(jiàn)表3，圖2。表 3 我國(guó)特種陶瓷市場(chǎng)預(yù)測(cè)（億元）1.2000 年功能閉資的主要需求（ 1）陶瓷基片100

25、萬(wàn)m2 a（ 2）陶瓷電容器幾百億只a（ 3）獨(dú)石電容器粉料1000t a（ 4）中、高壓電容器瓷料4000t/a（ 5）以敏感陶瓷用瓷料5000t a（6）陶瓷光纖連接器 2000萬(wàn)套/ a除此之外.還需要大量的高導(dǎo)熱陶瓷（氮化鋁陶瓷）基片，低介電常數(shù)陶瓷基片以及微波介 質(zhì)陶瓷材料等。2 .結(jié)構(gòu)陶瓷（1）機(jī)械行業(yè)陶瓷刀具200萬(wàn)片/a陶瓷軸承7100萬(wàn)套/a陶瓷密封環(huán)400萬(wàn)件/ a陶瓷火花塞幾百 t/a（2）建材行業(yè)用的耐磨、耐高溫陶瓷材料氧化鋁研磨介質(zhì)和襯里 1萬(wàn)t / a輻道窯陶瓷棍棒5萬(wàn)支/ a（3）石油化工行業(yè)需要大量的耐磨耐腐蝕的陶瓷部件，如球閥、缸套等。（4）紡織行業(yè)需要大量的耐磨的陶瓷件，如陶瓷剪刀、導(dǎo)絲輪等。3 .國(guó)防工業(yè)需要的具有特殊性能的陶瓷材料，如防彈裝甲陶瓷，耐輻照高溫輕質(zhì)隔熱材料，航空航天用的反射鏡陶瓷材料，激光器用的聚光腔陶瓷材料，紅外吸收、紅外發(fā)射。微波吸收等隱身、誘餌陶瓷材料等。4 .環(huán)境保護(hù)用的生態(tài)環(huán)境陶瓷，如過(guò)濾廢氣廢水的陶瓷分離膜及