1、先進陶瓷材料研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,發(fā)展科 2016.05.27,目錄,一、先進陶瓷材料概念及分類,先進陶瓷可分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷兩大類。,一、先進陶瓷材料概念及分類,先 進 陶 瓷 應(yīng) 用 性 能 分 析,一、先進陶瓷材料概念及分類,力學(xué)性能,物理、化學(xué)性能,一、先進陶瓷材料概念及分類,國民經(jīng)濟新的增長點,國家經(jīng)濟實力的重要標(biāo)志之一,二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,全球第二大先進陶瓷材料生產(chǎn)基地，占全球市場份額20%以上； 國家航空和宇航局對結(jié)構(gòu)陶瓷的大規(guī)模研究與開發(fā)； “脆性材料設(shè)計”等十大計劃； 業(yè)內(nèi)知名企業(yè)：格魯曼、杜邦、賽瑞丹,全球最大先進陶瓷材料生產(chǎn)基地，占全球市場份額50%以上； 功

2、能陶瓷領(lǐng)域壟斷國際市場； “月光計劃”、300kW陶瓷燃氣輪機研制計劃等； 業(yè)內(nèi)知名企業(yè)：京瓷、東芝、旭硝子、住友、村田、東陶,市場份額僅次于日本和美國； 德國、法國在結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域重點研發(fā)； “尤里卡”等研發(fā)計劃,1. 國外研究發(fā)展情況,二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,功能陶瓷的研究得到了國家和各科研院所的高度重視,進入快速發(fā)展期，不斷打破國外壟斷和技術(shù)封鎖,現(xiàn)代工藝推動了特種纖維、連續(xù)纖維復(fù)合材料制備技術(shù)快速發(fā)展,納米技術(shù)的應(yīng)用使某些陶瓷材料性能發(fā)生根本性變化,學(xué)科交叉大幅提高了材料的性能,1980-1990,1980-1990,1980-1990,進入21世紀(jì),現(xiàn)在,2. 國內(nèi)研究發(fā)展情況,

3、二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,應(yīng)用領(lǐng)域：太陽能光伏行業(yè)的多晶硅鑄錠環(huán)節(jié) 形狀要求：大件、壁薄 性能要求：密度均勻、強度高、熱傳導(dǎo)性強、熱膨脹系數(shù)低,二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)保障,打破國際壟斷，滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本需求,注模成型、注凝成型、固體無模成型、 微波燒結(jié)、放電等離子燒結(jié),儲能陶瓷、環(huán)保過濾陶瓷、光電陶瓷、功能-結(jié)構(gòu)一體化陶瓷等,突破應(yīng)用局限性的關(guān)鍵因素,三、先進陶瓷的制備技術(shù)發(fā)展情況,先進陶瓷材料的制備工藝,三、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,1. 陶瓷粉體的制備方法,三、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,目前實驗室和工業(yè)上應(yīng)

4、用最廣泛的粉體制備方法,三、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,2. 先進陶瓷的成型技術(shù),三、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,（1） 冷等靜壓成型,冷等靜壓成型,分類,工藝,缺點,優(yōu)點,三、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,將粉體放入柔性模具或包套中，通過對其施加各項均勻的壓力成型,干袋式等靜壓 濕袋式等靜壓,成本低、模具簡單； 生坯強度高； 制品密度高,不易變形,制品尺寸不精確； 復(fù)雜形狀成型較困難； 自動化生產(chǎn)率低,（目前國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛、最為成熟的工藝）,冷等靜壓成型超特高壓絕緣子,三、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,三、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,（2） 流延成型,（廣泛應(yīng)用在電容器瓷片、Al2O3基片和壓電陶瓷膜片中）,三、

5、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,（3） 其他成型方法,CAD設(shè)計、3D打印的三維立體構(gòu)件,三、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,3. 先進陶瓷的燒結(jié)技術(shù),宏觀變化：體積收縮、致密度提高、強度增加。 微觀變化：晶粒遷移，尺寸長大，氣孔減少。,坯體燒結(jié) 是指把成型坯體轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅荏w的工藝過程。,三、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,坯 體 燒 結(jié) 技 術(shù),熱壓燒結(jié)的透明陶瓷,三、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,（1） 熱壓燒結(jié)（HP）,熱壓燒結(jié) 指在燒結(jié)過程中同時對坯料施加壓力，加速了致密化的過程。,全進口熱壓燒結(jié)設(shè)備 價格：31萬歐元（￥260萬）,100200 ,國產(chǎn)化氣壓燒結(jié)氮化硅陶瓷軸承球,三、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,（2）

6、氣壓燒結(jié)（GPS）,氣壓燒結(jié) 指在高溫?zé)Y(jié)過程中對坯料施加1-10Mpa氣體壓力，抑制了高溫下陶瓷材料的分解和失重，從而可以提高燒結(jié)溫度，促進材料的致密化。,較低成本制備性能優(yōu)良、形狀復(fù)雜的共價鍵陶瓷，并可實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。,三、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,（3） 新型燒結(jié)技術(shù),三、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,4. 陶瓷精密加工技術(shù),先進陶瓷的精密加工技術(shù) 已經(jīng)成為國內(nèi)外陶瓷領(lǐng)域的熱點,陶瓷材料屬于硬脆材料，其特點是：硬度高，脆性大，不變形。,加工難度大，稍有不慎就會產(chǎn)生裂紋或者破壞,三、先進陶瓷的制備發(fā)展情況,傳統(tǒng)加工技術(shù),陶瓷球閥磨削加工,激光切割機 激光打孔機 超聲波打孔機,四、宜興市先進陶瓷產(chǎn)業(yè)

7、發(fā)展現(xiàn)狀,山東 淄博,江蘇 宜興,江西 萍鄉(xiāng),廣東 深圳,湖南 新化,河北 唐山,國家火炬計劃 宜興非金屬產(chǎn)業(yè)基地,四、宜興市先進陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,相關(guān)企業(yè)500多家 規(guī)模以上企業(yè)30多家 總應(yīng)稅銷售額30多億元,丁蜀鎮(zhèn)地區(qū),1. 產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展情況,其,它,地,區(qū),四、宜興市先進陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,四、宜興市先進陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,傳統(tǒng)技術(shù)：熱壓鑄、注漿和干壓技術(shù)等,先進技術(shù)：流延、等靜壓、自動壓鑄和高壓注射等,先進企業(yè)引領(lǐng)高端技術(shù),四、宜興市先進陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,2.創(chuàng)新體系建設(shè)情況,江蘇省宜興陶瓷產(chǎn)業(yè)園,江蘇省宜興工業(yè)陶瓷科技產(chǎn)業(yè)園,江蘇省宜興新材料高新技術(shù)創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心,江蘇省宜興新型陶瓷材料

8、公共技術(shù)服務(wù)中心,江蘇省陶瓷耐火產(chǎn)品檢測中心,國家火炬計劃非金屬材料特色 產(chǎn)業(yè)基地,產(chǎn)業(yè)集聚平臺,創(chuàng)新服務(wù)平臺,四、宜興市先進陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,全市先進陶瓷材料產(chǎn)業(yè)累計認定各級企業(yè)研發(fā)機構(gòu)80多家，其中省級工程技術(shù)研究中心13家。 國家高新技術(shù)企業(yè)40多家，獲批省級以上高新技術(shù)產(chǎn)品近60只。 承擔(dān)省級以上科技計劃項目40項以上，其中化機廠的“滿足柴油車國以上排放標(biāo)準(zhǔn)的大規(guī)格堇青石蜂窩陶瓷載體的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”、電子器件廠“集成電路封裝用多引出端高密度陶瓷外殼的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”等獲批省重大科技成果轉(zhuǎn)化項目，王子制陶、拜富科技等承擔(dān)國家“863”項目子課題4項，東城陶瓷等承擔(dān)國家中小企業(yè)創(chuàng)新基金項目2

9、0余項。,近五年創(chuàng)新成果,四、宜興市先進陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,3. 存在問題,四、宜興市先進陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,4. 發(fā)展建議,發(fā)揮協(xié)會作用,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),加強政策引導(dǎo),結(jié)合“十三五”規(guī)劃和工業(yè)發(fā)展要求，貫徹落實我市關(guān)于陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工作意見等文件精神 完善金融、財稅等扶持政策 加大技術(shù)改造，合理設(shè)定發(fā)展門檻,充分發(fā)揮好我市陶瓷材料行業(yè)協(xié)會服務(wù)、協(xié)調(diào)、自律、監(jiān)督和管理的作用 做好制定產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、科技信息交流、產(chǎn)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)、加快人才培養(yǎng)等工作,鼓勵企業(yè)通過兼并重組等方式調(diào)整和優(yōu)化結(jié)構(gòu) 提高產(chǎn)業(yè)集中度，提高抗風(fēng)險能力和資源利用率 降低能耗水平,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境,四、宜興市先進陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,四、宜興市先進陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,提升工藝和裝備,加強科技合作,逐步淘汰落后產(chǎn)品 開發(fā)免燒型磚 選用水煤氣等新型燒成能源 使用節(jié)能型環(huán)保窯爐,合作共建“武漢-宜興陶瓷及耐火研究所” 合作共建“中韓精細陶瓷技術(shù)人才交流中心”