陶瓷塔轮新材料研究.doc

拉丝机/陶瓷塔轮/台州市康嘉机械有限公司 先进陶瓷材料是二十世纪发展起来的新材料之一。所谓先进陶瓷材料是指人工合成的高纯度超细粉末作为原料，采用精密控制工艺成型烧结而制成的高性能陶瓷，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损及一些特殊功能，颇受青睐，是最重要的无机非金属材料。每年以7%至10%的速度发展，广泛应用于国防、航空航天、机械、化工、建筑等领域，已成为四大类材料（金属、陶瓷、高分子和复合材料）之一。 “十五”期间，863新材料领域在高性能结构材料，功能材料以及国防材料专项对先进陶瓷材料都给予了重视，对于先进结构陶瓷材料，在高性能结构材料技术专题，始终都把耐高温、高强、耐磨损、耐腐蚀陶瓷材料及部件的研究作为重点项目来部署。从研究内容看，主要集中在三个方面：1、先进陶瓷材料本身的研究；2、先进陶瓷材料新制备工艺的研究；3、低成本、高可靠性陶瓷部件的产业化关键技术研究。 国防、航空航天的轻质化和小型化对先进陶瓷材料的需求日趋强烈。先进陶瓷材料密度仅为高温合金的1/3~1/4，使用温度高达1500℃以上，因此应用先进陶瓷材料作为结构件可明显的降低结构重量，同时还可起到耐腐蚀耐磨损等功能作用。我国在航空发动机热端部件等开始应用，提高了航空发动机的推重比，缩小航空发动机与国际先进发动机的差距。又如在导弹天线罩、喷管、喉衬等均有应用。 在民用方面，先进陶瓷应用更为广泛，如在矿山、发电、冶金用耐磨耐腐蚀陶瓷部件，其寿命比高铬铁制品寿命提高8-10倍，仅宝钢每年就有数千万件需求；矿山、电子部门用渣浆陶瓷内衬比现有产品使用寿命提高2-3倍。用陶瓷熔融金属过滤器，提高金属铸件的质量，不仅在国防军工同时在现代交通等领域对高温熔融金属（钢）夹杂物过滤器的市场需求越来越大。又如在机械工业，机床主轴应用陶瓷轴承，寿命提高5-10倍，市场也在逐渐扩大。 从先进陶瓷材料的“十五”计划实施中，主要的经验与体会是： 1、“十五”在先进陶瓷材料研究计划中，明确了我国在此方面的差距（仅占国际市场的1%左右），在此基础上突出了重点，以氮化物、碳化物为重点，且根据不同用途，对性能指标及成品率提出了明确要求，使先进陶瓷材料的研究取得突出成绩。 2、根据陶瓷材料的特点，突出陶瓷部件制备工艺是发展先进陶瓷材料的关键。特别支持了陶瓷粉体的分散与高密度素坯的成型工艺。高密度复杂形状的陶瓷零部件成型工艺，精密陶瓷部件成型与烧结中的缺陷控制，多孔陶瓷部件的烧结工艺等。 3、在管理机制上，采用滚动支持是激励项目承担单位圆满或超额完成任务的重要措施。如对新一代铝电解金属陶瓷、自增韧氮化硅及其陶瓷轧辊制备技术，耐高温、高强、耐腐蚀陶瓷部件的关键制备技术以及陶瓷膜材料设计与制备技术项目均采取了不同程度的滚动支持。 4、“十五”计划中，同样注意了先进陶瓷材料及其部件的产业化技术，充分调动了相关产业积极性，得到可喜进展。如陶瓷轴承方面，形成年产值3500万的规模，陶瓷过滤器形成八千万到一亿元产值能力，渣浆泵可带来每年节约几十亿的社会效益，发挥稀土和晶须联合强韧化的稀土-碳化硅陶瓷线材轧辊提高了我国线材生产水平等。这些充分展示了陶瓷材料的产业前景。 5、先进陶瓷应用潜力大，原材料在我国极为丰富，“十一五”应集中规划，突出关键技术，扩大应用领域，科研院所与相关企业紧密结合，推进产业化，使我国现代陶瓷在国际上占有重要一席之地。 ? 二、先进陶瓷材料国内外发展现状和趋势 先进陶瓷材料是具有特殊优越性能的新型材料，各国在基础与应用以及工程化方面，对此给与了特殊重视，特别是在信息、国防、现代交通与能源产业中均将其置于重要地位。 1、信息产业方面--微电子新材料和光电子材料与器件技术 世界范围的产业结构正发生急剧变化，以新型电子元器件为基础的先进信息高技术越来越成为构成一个国家综合国力和国际竞争力的重要因素。在此领域先进功能陶瓷材料是不可替代的。功能陶瓷主要包括铁电、压电、介电、热释电、半导、导电、超导和磁性等功能各异的陶瓷材料，它是电子信息、集成电路、移动通讯、计算机、自动控制等近代高技术领域的重要基础材料。随着信息技术的飞跃发展，先进功能陶瓷及器件日益向微型化、集成化、高灵敏等方向发展。目前功能陶瓷及其元件主要的发展方向有：片式陶瓷元件（电容、电感、电阻）；灵敏陶瓷传感器；压电陶瓷驱动器件；低介高导热高密度封装陶瓷基片；微波介电陶瓷等。 目前日本在功能陶瓷及其元件相关高技术领域处于领先地位，全世界相关产品50%以上为日本公司产品。日本电子陶瓷制造商的研发成果产业化效率居于世界领先水平，这是日本电子陶瓷业在全球领先的一个重要原因，而同期美国专利大多数为实验室获得，未能迅速应用到生产中。我国电子陶瓷高端市场基本被日本公司所垄断，以片式陶瓷电容器市场为例，北京村田电子公司、