特种陶瓷概述

.特种陶瓷概述摘要 本文主要叙述了国内特种陶瓷市场发展和生产现状，讲述了相关的制备方法和最新的相关技术前沿工艺，最后展望了特种陶瓷未来的发展趋势。关键词 特种陶瓷；市场现状；制备工艺；发展规模 前言特种陶瓷也称为先进陶瓷、新型陶瓷、高性能陶瓷等，突破了传统陶瓷以黏土为主要原料的界限，主要以氧化物、炭化物、氮化物、硅化物等为主要原料，有时还可以与金属进行复合形成陶瓷金属复合材料，是一种采用现代材料工艺制备的，具有独特和优异性能的陶瓷材料。已成为现代高性能复合材料的一个研究热点。特种陶瓷于二十世纪发展起来，在近二、三十年内，新产品不断涌现，在现代工业技术，特别是在高技术、新技术领域中的地位日趋重要。许多科学家预言：特种陶瓷在二十一世纪的科学技术发展中，必将占据十分重要的地位。特种陶瓷不同的化学组成和组织结构决定了它不同的特殊性质和功能，可作为工程结构材料和功能材料应用于机械、电子、化工、冶炼、能源、医学、激光、核反应、宇航等领域。一些经济发达国家，特别是日本、美国和西欧国家，为了加速新技术革命，为新型产业的发展奠定物质基础，投入大量人力、物力和财力研究开发特种陶瓷，因此，特种陶瓷的发展十分迅速，在技术上也有很大突破。1.发展现状1.1市场情况：与20年前相比，目前我国特陶行业结构变化巨大，私营企业、外资企业的数量和比重迅猛增加，特别是外资企业增长势头迅猛，约占我国全部特陶企业的10%左右。当前在电子陶瓷行业中，股份制和三资企业市场竞争力最强。 我国特陶市场的开放和市场规模的潜力，吸引许多国外企业纷纷进入，投资不断增加，规模逐步扩大，其投资模式已从最初的产品输入（经销产品）到生产输入（投资设厂），再到应用研究输入（设立实验室），对我国本土特陶企业带来巨大挑战。1995年我国特种陶瓷产品销售额80亿元人民币（约合10亿美元），其中电子陶瓷约占70%，约56亿元；结构陶瓷占30%，约为24亿元。相当于日本的1/9、美国的1/5，与欧洲的市场规模相当。2015年，特种陶瓷产品产值达到约450亿元。2010年，我国特种陶瓷在无机非金属新材料6大领域（玻璃纤维、玻璃钢复合材料、特种玻璃及深加工玻璃、石英玻璃、特种陶瓷、人工晶体）总需求919.64亿元中以32.6%的比例占首位。我国特种陶瓷的市场需求巨大，为特种陶瓷产业的发展提供了大好机遇。今后我国需求较大的特种陶瓷主要产品有：高导热氮化铝陶瓷基片、低介电常数陶瓷基片、陶瓷电容器、敏感陶瓷用瓷料、陶瓷光纤连接器、微波介质陶瓷材料等功能陶瓷产品；以机械行业需要的陶瓷刀具、陶瓷轴承、陶瓷密封环、陶瓷火花塞，建材行业需要的氧化铝研磨介质和衬里、辊道窑陶瓷辊棒，石油化工行业需要的球阀、缸套等耐磨耐腐蚀陶瓷部件等结构陶瓷产品；国防工业需要的特殊陶瓷材料；环境保护需要的生态环境陶瓷材料和生物医用陶瓷材料。1.2生产厂家我国特种陶瓷生产企业有200多家。集中分布在北京、上海、天津、江苏、山东、浙江、福建、广东等沿海城市和地区，武汉等华中部分城市地区，西南、西北等偏远地区以原军工三线企业为主。电子陶瓷材料多集中在北京、广东、福建和长江三角洲地区等。广东是我国的电子产业生产基地，多集中在佛山、深圳、东莞、惠州等地，已形成了完整的电子元器件产业集群，产业配套体系比较完善；广东省内清远、河源、三水、高要等新型陶瓷生产基地，大都已完成一期投资。一些新规划陶瓷工业园如四会、广宁、德庆等地已准备建设。福建已在泉州建设台湾学者创业园，首期项目重点开发生产微波介质陶瓷、压电陶瓷、陶瓷敏感器件、光导陶瓷材料与原器件等先进的特种陶瓷产品。上海以中科院上海硅酸盐研究所为代表形成了产学研紧密结合的无机新材料产业，在锆钛酸铅等压电陶瓷器件、氧化铝增韧陶瓷、多孔陶瓷等方面具有很大优势。浙江在杭州、嘉兴、湖州等地集中了压电陶瓷制造基地。四川在稀土功能陶瓷材料方面已形成产业化。国产特种陶瓷主要企业有：淄博华光、江苏高淳、唐山陶瓷、中材高新、深圳南玻、江苏华硅、景德镇特陶、河北隆达、湖南新化、绍兴锐克、湖南精诚、湖南泰鑫、福建智胜、南京泰龙、广东风华、珠海粤科清华、沈阳星光、郑州富炜、石家庄依斯特、中山高科等。 境内外资企业主要有：华光菲尼克斯、上海京瓷、上海华克、苏州共立、上海摩根美超、江苏江佳、江苏捷嘉、武进兴勤、珠海西门子松下、大连须内等。1.3生产规模我国特种陶瓷的研究和生产在过去二十几年中得到很大发展，但在实际应用、生产水平和工业化程度上仍然与发达国家相差甚远。预计，到2010年和2015年，我国特种陶瓷产值将分别达到300亿元和450亿元，市场需求巨大。我国从事特种陶瓷开发研制的高校、科研院所和生产企业已超过300家，其中研发生产功能陶瓷的单位占63.6%，研发生产结构陶瓷的单位占36.4%。中国科学院、上海硅酸盐研究所、清华大学等对我国特种材料研究起到了重要的推动作用。特种陶瓷广泛应用于工业机械设备、燃气具行业、汽车（摩托车）行业、纺织工业、机电行业、医疗器械等领域。随着经济的发展，高科技陶瓷的应用范围也不断扩大。2009年1-6月，全国规模以上日用陶瓷企业总产量完成75.11亿件，同比增长9.52%;卫生陶瓷完成0.7805亿件，同比增长3.85%;墙地砖完成28.03亿平米，同比增长7.8%;日用陶瓷制品总产值完成598.39亿元，同比增长4.6%;工业销售产值累计完成580.08亿元，同比增长4.9%;出口交货累计136.50亿元，同比降低10.3%;出口占销售比重23.5%.1-6月，日用陶瓷（包括艺术瓷及未列名陶瓷）出口量为107.41万吨，同比降低12.23%,出口额累计13.08亿美元，同比增长5.96%;墙地砖出口量2.95亿平米，同比降低6.59%,出口额累计12.19亿美元，同比降低1.25%;卫生瓷累计出口量2149万件，同比降低14.24%,出口额累计3.06亿美元，同比降低15.83%.1-6月，日用陶瓷进口量0.4678万吨，同比降低10.5%;进口额累计0.5986亿美元，同比降低32.06%.墙地砖进口量103.8万平米，同比降低35.36%;进口额1609.56万美元，同比降低37.99%;卫生瓷累计进口13.25万件，同比降低27.63%;进口额累计1253.19万美元，同比降低24.25%.2009年下半年以来，在各方的共同努力下，金融危机的寒冰在日渐消融。面对金融危机引发的经济颓势，国家及时出台实施了扩内需保增长、提高出口退税率等一系列利好政策和措施，有力拉动了国内市场，对陶瓷企业降低损失、止跌回升产生了积极影响，发挥了重要作用。但市场的回暖需要一个过程，特别是国际市场，而企业经历了金融危机的洗礼，复原也需要一段时间，因此效果不可能立竿见影。受房地产影响，陶瓷上半年走势下滑，在下半年，由于内需的强劲拉升，陶瓷的发展速度会得到提升，预计建筑陶瓷全年增速将达到20%左右，卫生陶瓷增速在15%左右。受世界经济下滑影响，2009年我国陶瓷产品出口市场不容乐观，出口额将大幅下降。据有关数字显示，上半年陶瓷砖累计出口2.96亿平方米，同比下降6.6%，出口金额12.2亿美元，同比下降1.2%；卫生陶瓷累计出口金额3.06亿美元，同比下降15.8%。目前，我国经济进入一个企稳回升的关键时期，但经济复苏的基础尚不稳固，陶瓷业也是如此。虽然国内市场已呈现回暖复苏的积极迹象，房地产升温、国家拉动经济的成效开始显现，但陶瓷企业近几年来的急剧扩张，新建生产线的产能释放也将在近一两年内发生，本就产能严重过剩的陶瓷市场，竞争将会更加激烈。而国际市场的复苏更有待时日，虽然国内市场广阔，但许多陶瓷企业的外销比例都十分突出，对国际市场的依存度仍然较高，巨大产能的消化，国内市场是完不成的，必须依靠国际市场，从而导致国内陶瓷企业仍面临着尚未全面脱困的艰难时期。2.特种陶瓷的生产2.1生产工艺特种陶瓷的生产步骤大致可以分为三步：第一步是陶瓷粉体的制备、第二步是成形，第三步是烧结。下图为特种陶瓷制备工艺流程图：粉末制备坯料制备成型干燥烧结后处理热压或热等静压烧结成品2.1.1陶瓷粉体的制备粉料的制备工艺、粉料的性质和成形工艺对烧结时微观结构的形成和发展有着巨大的影响，即陶瓷的最终微观组织结构不仅与烧结工艺有关，而且还受粉料性质的影响。由于陶瓷的材料零件制造工艺一体化的特点，使得显微组织结构的优劣不单单影响材料本身的性能，而且还直接影响着制品的性能。陶瓷材料本身具有硬、脆、难变形等特点。因此，陶瓷材料的制备工艺显得更加重要。由于陶瓷材料是采用粉末烧结的方法制造的，而烧结过程主要是沿粉料表面或晶界的固相扩散物质的迁移过程。因此界面和表面的大小起着至关重要的作用。就是说，粉末的粒径是描述粉末品质的最重要的参数。因为粉末粒径越小，表面积越大，单位质量粉末的表面积(比表面积)越大，烧结时进行固相扩散物质迁移的界面就越多，即越容易致密化。制备现代陶瓷材料所用粉末都是亚微米(lm)级超细粉末，且现在已发展到纳米级超细粉。粉末颗粒形状、尺寸分布及相结构对陶瓷的性能也有着显著使组分之间发生固相反应，得到所需的物相。粉末制备方法很多，但大体上可以归结为机械研磨法和化学法两个方面。传统陶瓷粉料的合成方法是固相反应加机械粉碎(球磨)。 其过程一般为：将所需要的组分或它们的先驱物用机械球磨方法（干磨、湿磨）进行粉碎并混合。然后在一定的温度下煅烧。由于达不到微观均匀，而且粉末的细度有限（通常很难小于 lm 而达到亚微米级），因此人们普遍采用化学法得到各种粉末原料。为了克服机械研磨法的缺点，人们普遍采用化学法得到各种粉末原料。根据起始组分的形态和反应的不同，化学法可分为以下三种类型：(1) 液相合成法液相有熔液和溶液两种。 将陶瓷的熔液制成液滴，以等离子流使之形成雾状，固化后便可获得粉末。 虽然这种方法作为合成金属而广泛使用， 但陶瓷的液化必须在高温下进行，因为一面分解，另一面易于引起相分离。 所以广泛采用溶液合成法。(2) 气相合成法气相合成法有蒸发凝聚法 （物理气相沉积、PVD）和化学气相沉积（CVD）法。 由气相合成析出的固体形态有晶须、薄膜、晶粒和微细粉末等。 蒸发凝聚法与液相合成法中的溶液喷雾法一样，将原料在高温下气化，用电弧、等离子体进行急冷而使其凝缩为微细粉料。(3) 气相反应法气相反应法是通过金属化合物蒸气的化学反应而合成的方法。 一般在 Si C、Si3N4等的合成中使用该方法。2.1.2特种陶瓷的成型粉末成形是陶瓷材料或制品制备过程中的重要环节。粉料成形技术的目的是为了使坯体内部结构均匀、致密，它是提高陶瓷产品可靠性的关键步骤。成形过程就是将分散体系（粉料、塑性物料、浆料）转变为具有一定几何形状和强度的块体，也称素坯。粉末的成形方法很多，如胶态成形工艺、固体无模成形工艺、陶瓷胶态注射成形等。不同形态的物料应用不同的成形方法。究竟选择哪一种成形方法取决于对制品各方面的要求和粉料的自身性质（如颗粒尺寸、分布、表面积）。陶瓷材料的成形除将粉末压成一定形状外，还可以外加压力，使粉末颗粒之间相互作用，并减少孔隙度，使颗粒之间接触点产生残余应力。这种残余应力在烧结过程中，是固相扩散物质迁移致密化的驱动力。没有经过冷成形压实的粉末，即使在很高的温度下烧结，也不会产生致密化的制品。经烧结后即可得到致密无孔的陶瓷，可见成形在陶瓷烧结致密化中的重要作用。(1) 热压铸成形热压铸成形也是注浆成形的一种， 但不同之处在于它是在坯料中混入石蜡，利用石蜡的热流特性，使用金属模具在压力下进行成形，冷凝后获得坯体的方法。 热压铸成形的工作原理如下： 先将定量石蜡熔化为蜡液再与烘干的陶瓷粉混合，凝固后制成蜡板，再将蜡板置于热压铸机筒内，加热熔化成浆料，通过吸铸口压入模腔，保压、去压、冷却成形，然后脱模取出坯体，热压铸形成的坯体在烧结之前须经排蜡处理。 该工艺适合形状复杂、精度要求高的中小型产品的生产，设备简单、操作方便、劳动强度小、生产效率高。 在特种陶瓷生产中经常被采用。 但该工艺工序比较复杂、耗能大、工期长，对于大而长的薄壁制品，由于其不易充满模具型腔而不太适宜。(2) 挤压成形将粉料、粘结剂、润滑剂等与水均匀混合，然后将塑性物料挤压出刚性模具即可得到管状、柱状、板状以及多孔柱状成形体。 其缺点主要是物料强度低容易变形，并可能产生表面凹坑和起泡、开裂以及内部裂纹等缺陷。 挤压成形用的物料以粘结剂和水做塑性载体， 尤其需用粘土以提高物料相容性，故其广泛应用于传统耐火材料，如炉管以及一些电子材料的成形生产。(3) 流延成形流延成形是将粉料与塑化剂混合得到流动的粘稠浆料，然后将浆料均匀地涂到转动着的基带上，或用刀片均匀地刷到支撑面上，形成浆膜，干燥后得到一层薄膜，薄膜厚度一般为 0.011mm。流延法用于铁电材料的浇注成形。此外，它还被广泛用于多层陶瓷、电子电路基板、压电陶瓷等器件的生产中。(4) 凝胶注模成形凝胶注模成形是一种胶态成形工艺，它将传统陶瓷工艺和化学理论有机结合起来，将高分子化学单体聚合的方法灵活地引入到陶瓷的成形工艺中，通过将有机聚合物单体及陶瓷粉末颗粒分散在介质中制成低粘度，高固相体积分数的浓悬浮体，并加入引发剂和催化剂，然后将浓悬浮体（浆料）注入非多孔模具中，通过引发剂和催化剂的作用使有机物聚合物单体交联聚合成三维网状聚合物凝胶，并将陶瓷颗粒原位粘结而固化成坯体。凝胶注模成形作为一种新型的胶态成形方法，可净尺寸成形形状复杂、强度高、微观结构均匀、密度高的坯体，烧结成瓷的部件较干压成形的陶瓷部件有更好的电性能。目前已广泛应用于电子、光学、汽车等领域。(5) 气相成形利用气相反应生成纳米颗粒， 如能使颗粒有效而且致密地沉积到模具表面，累积到一定厚度即成为制品，或者先使用其它方法制成一个具有开口气孔的坯体， 再通过气相沉积工艺将气孔填充致密，用这种方法可以制造各种复合材料。由于固相颗粒的生成与成形过程同时进行，因此可以避免一般超细粉料中的团聚问题。 在成形过程中不存在排除液相的问题，从而避免了湿法工艺带来的种种弊端。(6) 注浆成形根据所需陶瓷的组成进行配料计算，选择适当的方法制备陶瓷粉体进行混合、塑化、造粒等，才能应用于成形。注浆成形适用于制造大型的、形状复杂的、薄壁的陶瓷产品。对料浆性能也有一定的要求，如：流动性好、粘度小，利于料浆充型，稳定性好。料浆能长时间保持稳定，不易沉淀和分层，含水量和含气量尽可能小等。 注浆成形的方法有：空心注浆和实心注浆。为提高注浆速度和坯体质量，可采用压力注浆、离心注浆和真空注浆等新方法。注浆成形工艺成本低、过程简单、易于操作和控制，但成形形状粗糙，注浆时间较长、坯体密度、强度也不高。在传统注浆成形的基础上，相继发展产生了新的压滤成形和离心注浆成形工艺，借助于外加压力和离心力的作用，来提高素坯的密度和强度，避免了注射成形中复杂的脱脂过程，但由于坯体均匀性差，因而不能满足制备高性能、高可靠性陶瓷材料的要求。坯体除以上成形方法之外，还有模压成形、等静压成形等方法，当配方、混合、成形等工序完成后，还必须进行烧结才能使材料获得预期的显微结构，赋予材料各种性能。2.1.3特种陶瓷的烧结方法烧结是将成形后的坯体加热到高温并保持一定时间，通过固相或部分液相扩散物质迁移，而消除孔隙。 将颗粒状陶瓷坯体置于高温炉中， 使其致密化形成强固体材料过程。 烧结开始于坯料颗粒间空隙排除，使相邻粒子结合成紧密体。但烧结过程必须具备两个基本条件：应该存在物质迁移机理；必须有一种能量促进和维持物质迁移。 现在精细陶瓷结机理已出现了气相烧结、固相烧结、液相烧结及反应液体烧结等四种烧结模式。 它们材料结构机理与烧结驱动力方式各不相同，尤其传统陶瓷和大部分电子陶瓷烧结依赖于液相形成、 粘滞流动和溶解再沉淀过程，而对于高纯、高强结构陶瓷烧结，则以固相烧结为主，它们通过晶界扩散或点阵扩散来达到物质迁移。烧结是陶瓷材料制备工艺过程中的一个十分重要的最终环节。 (1) 陶瓷烧结示意图：(a)颗粒间的松散接触；(b)颗粒间形成颈部；(c)晶界向小晶粒方向移动并逐渐消失，晶粒逐渐长大；(d)颗粒互相堆积形成多晶聚合体(2) 陶瓷的烧结过程：低温阶段（室温至300左右） 中温阶段（亦称分解氧化阶段，300 至950C） 高温阶段（950C至烧成温度） 保温阶段 冷却阶段 (3) 烧结方法：常压烧结（或称无压烧结）常压烧结是使用最广泛的一种方法。它在大气中烧结，即不抽真空，也不加任何保护气体在电阻炉中进行烧结。这种方法适用于烧结氧化物陶瓷，非氧化物陶瓷有时也采用常压烧结。陶瓷器、耐火材料最先采用这种方法。后来，氧化铝、 铁氧体等许多新的陶瓷也采用了这一方法。与其它方法相比经济有效，但也有不利之处。为了使物质所具的功能充分发挥出来，也有采用其它方法进行烧结的情况。常压烧结用电阻炉的关键部件是发热体元件。通常生产中应根据不同材料的烧结温度，而选择不同加热体的电阻炉。热压烧结热压烧结即是将粉末填充于模型内，在高温下一边加压一边进行烧结的方法，同时进行加温、加压(机械压力而不是气压)的烧结。加压方式一般都是单向加压，热压时的压力不能太高，一般为 50MPa。而冷压成形的压力可达200 MPa，甚至更高。热压烧结的加热方式仍为电阻加热，加压方式为液压传动加载。热压烧结使用的模具多为石墨模具。它制造简单、成本低。热压烧结的主要优点是加快致密化进程，减少气孔隙，提高致密度，同时，可降低烧结温度。Si3N4、SiC、Al2O3陶瓷等使用该法烧结，然而因成本较高，故其应用受到限制。热等静压烧结热等静压一般是沿单轴方向进行加压烧结， 相对而言，这种方法是借助于气体压力而施加等静压的方法。 除SiC、Si3N4使用该法外，Al2O3、超硬合金等也使用该法。尽管热压烧结有许多优点，但由于是单轴向加压，故只能制得形状简单如片状或环状的样品。 另外，对非等轴晶系的样品热压后片状或柱状晶粒严重择优取向而产生各向异性。 热等静压与热压和无压烧结一样，已成功地用于多种结构陶瓷的烧结或后处理。 此外，热等静压还可以用于金属铸件、金属基复合材料、喷射沉积成形材料、机械合金化与粉末冶金材料和产品零部件的致密化等。气氛烧结气氛烧结是采用各种气氛作保护或反应参与物，进行烧结。 常用的有真空、氢、氧、氮和惰性气体（如氩）等各种气氛。 例如透明氧化铝陶瓷可用氢气氛烧结，透明铁电陶瓷宜用氧气氛烧结， 氮化物陶瓷如氮化铝等宜用氮气氛烧结。2.2节能降耗陶瓷薄板技术是一个伟大的陶瓷科技创新，采用世界先进的特种陶瓷科学生产技术，专业生产仅有4.8毫米厚的大规格陶瓷薄板。单位面积建筑陶瓷材料重量初步估算比传统同规格产品可降低1倍以上，节约60%以上的原料资源，降低综合能耗50%以上。陶瓷薄板的应用是对传统的建筑陶瓷和传统的饰面材料进行革命性替代，并且能够体现出对传统的建筑陶瓷和传统的饰面材料的优势优点。防火，防潮，防霉，环保耐用，节约成本，节约资源，降低劳动强度，改善劳动环境。能广泛应用于各种内外墙空间装饰、车站、机场、地铁等各种场合装饰。采用最流行的时尚经典设计元素，不但满足设计师以及建筑美学的要求，为建筑提供“新的皮肤”。2.3 存在问题目前在中国，生产特种陶瓷的企业比较多，分布散，不像建陶企业集中度那么高，特陶没有形成一个个生产基地。虽然如此，我国对特种陶瓷的需求仍然比较大，其主要应用于现代冶金、机械工程、信息技术、航天航空、动力工程、核能技术、生物医学、环境保护、军事工程等技术领域，这就要求材料有更长的工作寿命，更高的使用温度，更能承受各种残酷的环境。然而，当前国内特种陶瓷遇到了一些发展上的瓶颈：一是原料，目前各种高端原料都在日本，特种陶瓷的原料不像建筑陶瓷那样，在周边地区就可以采集，特种陶瓷对于原料的纯度和烧结活性要求高，因为这会影响特陶质量的稳定性。二是技术，原料可以依靠国外进口，但最主要的还是技术，我国的特陶生产技术水平及总体实力与美国、日本相比，差距比较大，特别在实际应用、生产水平和工业化程度上仍然与发达国家相差甚远;还有一个发展瓶颈是设备问题，氧化物陶瓷对烧结设备的要求不是很高，但非氧化物如碳化物、硼化物、硅化物等材料对烧结设备要求很高，使用的设备大都依靠国外进口，而且烧结设备非常昂贵。早在1998年的时候日本就有公司可以生产的氧化铝粉的纯度可高达99.99%，但烧结温度只需1300。一般来说，氧化铝纯度越高，烧结温度就越高，而我国生产的氧化铝纯度仅为99.5%，但烧结温度还需要16001700。与此同时，该日本氧化铝，其抗弯强度、断裂韧性、维氏硬度、冲蚀磨损率均比国产氧化铝的要好得多。目前世界上能生产出这样的氧化铝粉的企业，就只有日本这一家公司。目前，由于国家陆续出台促进产业转型升级的政策，一些财力雄厚的建陶企业也产生向特种陶瓷这些新材料转型的想法，但如果要将特种陶瓷产业化，我们的技术力量还是比较薄弱，特种陶瓷不像建筑陶瓷一样，买了设备也就有了技术，特种陶瓷对技术要求比较高，像金刚的辊棒，从80年代开始，经过这么多年的研发，才做到如今的世界老大。这也说明，特种陶瓷与建筑陶瓷、日用陶瓷不同的是，其进入门槛高，体现在技术要求高、资金需求多，与此同时，它的附加值也会比较高。特种陶瓷目前还存在成本高的现状，力学性能、可靠性和稳定性还需要进一步改善等问题，这也是制约特种陶瓷大规模产业化的重要瓶颈，高性能、低成本、高可靠性陶瓷材料的设计和制备方法的研究显得尤为重要，任重道远。3. 制备特种陶瓷新技术3.1 超高温技术利用超高温技术不但可廉价地研制特种陶瓷，还可廉价地研制新型玻璃，如光纤维、磁性玻璃、混合集成电路板、零膨胀结晶玻璃、高强度玻璃、人造骨头和齿棍等。此外，利用超高温技术还可以研制出象钽、钼、钨、钒铁合金和钛等能够应用于太空飞行、海洋、核聚变等尖端领域的材料。例如日本在400015000和一个大气压以下制造金钢石，其效率比现在普遍采用的低温低压等离子体技术高一百二十倍。超高温技术具有如下优点：能生产出用以往方法所不能生产的物质；能够获得纯度极高的物质：生产率会大幅度提高；可使作业程序简化、易行。目前，在超高温技术方面居领先地位的是日本。据统计，2000年日本超高温技术的特种陶瓷市场规模也将会超过20万亿日元。此外，溶解法制备粉末、化学气相沉积法制备陶瓷粉末、溶胶K凝胶法生产莫来石超细粉末以及等离子体气相反应法等也引起了人们的关注。在这几种方法中，绝大部分是近年开发研究出来的或是在近期得以完善的。3.2 热等静压法该法与热压法相比能使物料受到各向同性的压力，因而其瓷质均匀，此外由于热压静法可以施加几千个大气压的高压，这样就使得要烧结的材料能在极低的温度下得以烧结。目前，市场上出售的热等静压法设备的最高使用温度及最高压力通常为2000，2000个大气压。3.3 真空扩散焊接法采用真空扩散焊接法不仅可获得高强度、高致密度、高几何尺寸精度的金属陶瓷制品(泄漏率不大于51011立方米帕/秒)，而且无需使用贵重的稀有焊料，可用于制作各种形状、各种尺寸，特别是大规格的金属陶瓷制品。3.4 采用刀具加工陶瓷目前，这方面的工作仅处于研究实验阶段，由于用超高精度的车床和金刚石单晶车刀进行加工，以微米数量级的微小吃刀深度和微小的走刀量，能获得0.1微米左右的加工精度，因而许多国家把这种加工技术作为超精密加工的一个方面而加以开发研究。4今后研究与开发的方向（1）加强基础技术研究，例如烧结机理、检测技术和粉末制备技术等； （2）超导陶瓷的研究； （3）陶瓷与陶瓷或陶瓷与其它材料复合（陶瓷纤维增强陶瓷，陶瓷纤维增强金属）问题是现阶段的研究重点。（4）特种陶瓷的薄膜化或非晶化是提高陶瓷功能的有效方法，因而，许多国家都把它作为一项主要内容而加以研究；（5）陶瓷的纤维化是研制隔热材料、复合增强材料等的重要基础，目前国外，尤其是日本对陶瓷纤维及晶须增强金属复合材料的研究极为重视，其研究主要集中于碳化硅及氮化硅；（6）在非氮化物陶瓷中，目前国外研究最多的是陶瓷发动机，高压热交换器及陶瓷刀具等；（7）随着生物化学、生物医学这些新兴学科的发展，生物陶瓷的开发研究也变得越来越重要。5结语近年来，特种陶瓷因其性能优异而倍受关注，陶瓷产业也获得了长足发展，但历来材料的研究是以金属材料和高分子有机材料为主体。相对来说，对陶瓷的研究和开发不够深入，正因为如此，陶瓷材料的许多独特性能有待我们去开发，所以特种陶瓷的发展潜力很大。随着科技的发展和人们对陶瓷研究的深入，特种陶瓷将在新材料领域占有重要的地位。.