２.７先进陶瓷材料的研究与产业化

施剑林

（中国科学院上海硅酸盐研究所）

无机非金属材料是材料领域的一个大类，对人类的发展、社会的进步和人民生活水平的提高有重要作用。陶瓷是最重要的无机非金属材料，先进陶瓷材料则专指用精制高纯人工合成的无机化合物为原料，采用精密控制工艺成型烷结而制成的高性能陶瓷，以区别于用天然无机物烧结而成的传统陶瓷（如碗盆瓶杯等）。先进陶瓷材料大致可分为结构陶瓷与功能陶瓷两个部分。由于两者在组分、结构、化学键合、制备工艺等方面相同或基本相似，本文以先进陶瓷材料为出发点，以结构陶瓷为重点，论述先进陶瓷材料的重要性，总结先进陶瓷材料研究与开发的现状，反映当前国际上的研究热点，最后提出发展我国先进陶瓷

材料研究与产业化的建议。

－、先进陶瓷材料的重要性

与金属或高分子材料相比，先进陶瓷材料更具各众多独特的性能，如结构陶瓷优异的高温力学性能，功能陶瓷特有的光、声、电、磁、热或功能稿合效应是其他材料难以具备的。事实上，现代无机非金属材

料已经在很多领域，特别是诸多高技术领域，获得关键性的应用。

无机材料是现代信息与通信技术的基础。大型集成电路中的各类陶瓷基片和衬底材料，光纤通信中的石英光纤等是整个信息产业中最为关键的材料。另外，光通信中有源器件中的激光工作物质、无源器件中

光纤连接器用的氧化锗陶瓷材料等都是现代光通信领域内必不可少的关键材料。

国防军工领域中，陶瓷材料发挥了关键作用。战略导弹、军事卫星和导弹防御系统是满足现代和未来国家安全需要的."杀手锏"。战略导弹上的防热端头帽、各类卫星星体和箭体用防热温控涂层材料、火箭喷

管碳／陶瓷梯度复合材料和导弹防御系统中的微波介质材料等等，均是先进陶瓷材料。 无机材料在环境保护中做出了贡献。废气的处理是环保的重要方面，将废气转化为无害的气体需要多孔或蜂窝状的陶瓷作为转化器的载体材料或催化／载体一体化材料.其他各种高温吸附、分离和催化材料等

也是先进陶瓷材料。清洁能源如太阳能、核能、燃料电池等，均离不开无机非金属材料。 无机材料为人类健康造福。疾病早期诊断采用的先进的医疗设备（如高分辨Ｂ超仪、高速CT和正电子断层扫描成像仪PET等）中最关键的探测材料，如超声波发射与探测材料、高能射线探测材料是陶瓷或

晶体材料。人工关节、齿科材料等是一类具有生物活性的结构陶瓷材料。

无机材料在传统产业改造中的作用越来越大。各类高档耐磨耐腐蚀密封材料、陶瓷轴承、钢筋轧制用复合陶瓷材料不仅提高了相关传统行业的效率，节约了成本，减轻了劳动强度，还对环境保护大有禅益。

高性能的发热体材料是半导体行业使用的加热设备的关键材料。

以上情况可以看出，很多高技术产业和国防军工的发展在很大程度上要依赖包括陶瓷材料在内的无机材料技术的突破和发展才得以实现。国家对高技术和高技术产业的未来需求同样离不开材料的进一步发展。反过来，我国的高技术产业和国防军工的发展，无疑也向无机材料提出了新的更高要求。结构陶瓷将在国

防军工、信息通讯、环保和传统产业改造中发挥越来越大的作用。