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我國新型陶瓷材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r


來源:中國青年創(chuàng)新論壇•中關(guān)村論壇”上的講話摘錄

標(biāo)簽新型陶瓷材料
我來講幾個(gè)熱點(diǎn)問題,。主要是講一講高技術(shù)陶瓷總體概況和產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn),。先進(jìn)陶瓷這個(gè)概念大家接觸的不一定很多。但陶瓷大家?guī)缀跏敲刻於冀佑|,。我們喝水的杯子,,使用的衛(wèi)生潔具,,但這是傳統(tǒng)陶瓷。高技術(shù)陶瓷,,或者叫先進(jìn)陶瓷,,或者叫新型陶瓷是有區(qū)別與傳統(tǒng)陶瓷的。日本用“新型陶瓷”這個(gè)說法,,歐美多采用“先進(jìn)陶瓷”的說法,,我們國家多用“先進(jìn)陶瓷 Advanced Ceramic”。它與傳統(tǒng)陶瓷共同特點(diǎn),,都是無機(jī)非金屬材料的成分然后再經(jīng)過高溫煅燒,,形成基本的共性。所以它是氧化物或者非氧化物和金屬結(jié)合再經(jīng)過高溫煅燒形成的,,離子鍵共價(jià)鍵是它們的共同特點(diǎn),。傳統(tǒng)的陶瓷一般只能用于容器,但先進(jìn)陶瓷有很多新的功能,,如其特有的變化非常大的電學(xué)性能,,可以做絕緣材料,也可以做半導(dǎo)體材料,、超導(dǎo)材料,。光學(xué)材料中,很多很多發(fā)光材料都是陶瓷的,。力學(xué)陶瓷具有高強(qiáng)度高硬度耐磨性,。還有磁性的陶瓷材料。還有一些生物陶瓷材料,,例如人工關(guān)節(jié),,人工牙齒,羥基菱輝石都是陶瓷的,,可以說陶瓷材料與生物的相容性比較好,。陶瓷材料的耐酸耐堿性更是它的專長。它的特殊性能就使它有了特殊功能,。在機(jī)械,、冶金,、汽車,、電子、化工、海洋環(huán)境等方面,,它的用途很多,,同時(shí)還是成長速度非常快的行業(yè),。

    我舉一些先進(jìn)陶瓷的使用例子�,,F(xiàn)在汽車的點(diǎn)火塞基本上都是陶瓷做的,陶瓷的傳感器,,家用的煤氣灶,,警報(bào)器里的小片,超聲震蕩的發(fā)聲器,,包括探測雷達(dá)都是陶瓷材料�,,F(xiàn)在的紅外加熱,紅外保暖衣都是用纖維陶瓷粉等,。更多的產(chǎn)業(yè)方面是陶瓷的元件,,陶瓷電容,陶瓷電阻,,陶瓷電感等方面�,,F(xiàn)在的空氣要凈化,很多都用了陶瓷的臭氧發(fā)生器,。多孔陶瓷可以過濾,,用于化工過濾,催化過濾,。很多電極材料都是陶瓷類的,,包括手機(jī)的電極材料。原子能發(fā)電里的核燃料都用陶瓷包裝,。軍用里的裝甲,、防彈呀,很多材料都與陶瓷有關(guān)系,。陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,。從大的產(chǎn)業(yè)方面講,片式陶瓷元器件的產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成好幾十個(gè)億了,。除了電子陶瓷外,,還有很多結(jié)構(gòu)陶瓷,氮化物,,碳化物用的也比較多,。包括陶瓷的刀具,高硬度,,切削壽命比較長,。還有高壓鈉燈管,,北京市很多照明大量使用陶瓷燈管。陶瓷的過濾性能使它用在汽車尾氣處理器上,。北京市已經(jīng)推廣了出水口的陶瓷閥門,,節(jié)省水防止泄露。還有鋼鐵化工用的陶瓷內(nèi)襯,,能增強(qiáng)它的耐腐蝕性和壽命,。陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)部件,陶瓷過濾部件,,陶瓷電子元件,,這些是已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)的高技術(shù)陶瓷的應(yīng)用范圍。

    現(xiàn)在全世界陶瓷產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到250~300億美元,,并且每年都以8~10%的速度增長,。問題是,中國在全世界的產(chǎn)值里占多大的份額呢,?大家可能想都想不到,。臺灣那么小的地方都占了8~10%,韓國占了6~7%,,日本占46%左右,。那么中國大陸占多少呢?不到1%,。這一方面說明我們還很落后,,同時(shí)說明我們有很大的發(fā)展空間。陶瓷元件的增長速度達(dá)到30%,,生物陶瓷電子陶瓷9~10%,,超導(dǎo)陶瓷有40%多,結(jié)構(gòu)陶瓷占12%,,這是世界平均增長速度,。雖然它的基數(shù)不是很大,但它是一個(gè)發(fā)展很快的新型產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,。

    現(xiàn)在有兩個(gè)熱點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域,,一個(gè)是電子元器件中的抗干擾的電子元器件,另一個(gè)是光纖連接器的插針技術(shù),,這兩個(gè)領(lǐng)域增長都很快,,而且國內(nèi)需求也很大。日本做了一個(gè)關(guān)于高技術(shù)陶瓷里面16大最有增長前景的產(chǎn)品的調(diào)查,。其中有濾波器,,傳感器,電子封裝,,陶瓷極板,,電容器,,這5個(gè)是比較傳統(tǒng)的電子元器件,這占一塊,,市場份額也比較大。下面就是光纖方面,,光纖連接器這方面的增長的速度也是很快的,。密封件,結(jié)構(gòu)陶瓷,,陶瓷光纖,,陶瓷刀具,陶瓷閥門,,陶瓷分針,,陶瓷軋輥,陶瓷軸承,,陶瓷催化劑,,陶瓷半導(dǎo)體,陶瓷人造木材,,這16個(gè)領(lǐng)域是高技術(shù)陶瓷發(fā)展速度最快的領(lǐng)域,,也是逐漸形成高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)域。陶瓷電子元器件在很多機(jī)器里,,包括電視機(jī),,照相機(jī),手機(jī),,你打開里面的芯片,,電路板上有很多的小塊,就是陶瓷做的,。汽車上的傳感器,,包括尾氣處理器都可以用陶瓷的。現(xiàn)在電子元器件信號的進(jìn)進(jìn)出出越來越多,,這里面最大的問題就是電磁波噪音的問題,,這已經(jīng)成為繼化學(xué)污染,水污染,,空氣污染,,噪音污染之后的第四大污染。前三個(gè)污染都是大家可以直接接觸到的,,可以看到,,聞到,聽到,�,?梢酝ㄟ^自身的反應(yīng)去抵抗,。但電磁波的污染是感覺不到的,是防不勝防的,,這是一個(gè)藏在暗處的殺手,。所以人們采取各種方法去防止,這就要采取很多相應(yīng)的技術(shù),。一方面要形成電子屏蔽,,另一方面要盡可能減少電磁波輻射。陶瓷的濾波器,,陶瓷的防噪器在這時(shí)候都可以派上用場,。去年10月份我們國家組建了國家級電磁兼容管理委員會(huì)。專門對電磁波污染等問題制訂法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)�,,F(xiàn)在海爾,,奧柯瑪?shù)瘸隹诘碾娨暀C(jī)、錄象機(jī)等電磁波的噪音問題沒有解決,。三五年后,,我國現(xiàn)在做的這些電子元器件、家用電器,,產(chǎn)品性能都很好,,但就憑EMI這幾個(gè)字母,就可以把你拒之在先進(jìn)國家大門之外,。電磁波噪音的問題沒有解決,,沒有通過技術(shù)檢測的話,就不能打進(jìn)別人的市場,。標(biāo)準(zhǔn)的壁壘是國際貿(mào)易的最大壁壘之一,。電磁波噪音技術(shù)也將成為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。有哪些材料能夠防止減少降低電磁波噪音的干擾,?一些電子陶瓷材料就可以起到這樣的作用,。其中EMI抗電磁干擾技術(shù)在今后2~3年里就將形成5~8億美元的市場。

    第二個(gè)熱點(diǎn)就是陶瓷插針問題,。我們國家在大面積,、高速地鋪設(shè)電纜。光纜光纖在我國是供不應(yīng)求,,國際上現(xiàn)在也屬于高速發(fā)展期,。但光纖與光纖之間不能像電線一樣擰起來。它必須用特殊的插件,,特殊的接口,,才能把光纖和光纖連接起來。那么光纖插件就是一個(gè)相當(dāng)大的市場,,以平均每年20%以上的速度在增長,。我國大概有6,、7家在做光纖插件光纖接口,但基本上還沒形成大規(guī)模生產(chǎn),,我國基本上還處于研發(fā)中試的階段,,但國際上已經(jīng)大批量生產(chǎn)。到1999年為止,,日本占了全世界的光纖插針連接器的市場份額的90%,,但這個(gè)情況正在變化。現(xiàn)在日本的生產(chǎn)能力和全世界對光纖插件的需求之間的差距正在越來越大,,那么這其中的空缺由誰來填補(bǔ)呢,?這對我們中國是個(gè)機(jī)遇,,東南亞也有機(jī)會(huì),,臺灣也有。臺灣的技術(shù)含量比我們的還高些,,機(jī)會(huì)還大一些,。1999年日本產(chǎn)品占世界市場的90%,2000年日本占的份額已經(jīng)降到80%多,,去年是70~80%,,2005年估計(jì)要降到70%左右,甚至更低,。這里面就有一個(gè)誰來填補(bǔ)市場空缺的問題�,,F(xiàn)在我們做光纖插件到底有多大的利潤?1996年它的價(jià)格是1800日元/米,,2001年200日元/米,,現(xiàn)在可能更低。利潤率在不斷下降,,日本人的投資積極性也就越來越低,。對現(xiàn)在而言,高利潤率期已經(jīng)過了,。但對中國來說,,這還是一個(gè)利潤率比較高的領(lǐng)域。在中國到今年為止,,它的利潤率大概還是40%左右,。如果我們現(xiàn)在投資,還是有機(jī)會(huì),。

    下面用幾分鐘來介紹一下清華大學(xué)的陶瓷實(shí)驗(yàn)室,。這是一個(gè)國家級科研隊(duì)伍,專門做高技術(shù)陶瓷,,有些技術(shù)產(chǎn)品已在市場上占據(jù)了一定的規(guī)模,。我們有幾個(gè)產(chǎn)品的技術(shù)在市場上占的份額相當(dāng)大,。我們實(shí)驗(yàn)室有16個(gè)研究方向:家電陶瓷,鐵電陶瓷,,電子陶瓷,,能源陶瓷,傳感器陶瓷,,光子陶瓷,,陶瓷結(jié)構(gòu)性能,陶瓷應(yīng)用組,,陶瓷復(fù)合組,,陶瓷化學(xué)組,陶瓷的設(shè)計(jì)成形工藝組,,生物陶瓷組,,陶瓷粉體組,陶瓷產(chǎn)業(yè)設(shè)備組,,陶瓷無聲檢測組,,熱電陶瓷組,基本上包括了高技術(shù)陶瓷這個(gè)領(lǐng)域的所有方向,。大家如果感興趣的話,,可以分別跟我們的教授進(jìn)行切磋。我們實(shí)驗(yàn)室?guī)讉(gè)大的成熟技術(shù)已經(jīng)推廣,,包括北京市大量使用的高壓納燈管,,透明燈管,煉鋼里面鋼的連鑄分離盤的技術(shù),,高速切削的陶瓷刀具,,陶瓷的片式電容器,取得了相當(dāng)大效益�,,F(xiàn)在正在推廣的技術(shù)就比較多了,,有電子陶瓷級管的技術(shù),離子傳感器的技術(shù),,發(fā)光粉體的技術(shù)(就是白天吸光晚上放光,,長輝光的粉體技術(shù)),還有氧化鋯納米粉的置備技術(shù),,光纖連接器的技術(shù),,鋼水中氧氣的測量技術(shù),鐵氧體電感器的技術(shù),,生物技術(shù),,壓電馬達(dá)技術(shù),陶瓷密封件的技術(shù),陶瓷脫水造紙機(jī)的技術(shù),,火焰噴涂材料技術(shù),。我們還要推廣的技術(shù)有:納米陶瓷粉體技術(shù),陶瓷軋輥及其裸機(jī)技術(shù),,多孔陶瓷的技術(shù),,陶瓷封裝技術(shù),陶瓷類的電磁波屏蔽材料的技術(shù),,自潔性陶瓷軸承的技術(shù),,以及微波陶瓷相關(guān)元器件的技術(shù)。我們實(shí)驗(yàn)室的合作方式有:委托合作,,聯(lián)合申請國家項(xiàng)目,,申請地方合作項(xiàng)目,碩士生博士生在職人員的培養(yǎng),,可以進(jìn)修,,接納訪問學(xué)者,可以技術(shù)轉(zhuǎn)讓,,參與技術(shù)入股,,各種技術(shù)的合作方式,。

    最后講一點(diǎn)中國的高技術(shù)陶瓷產(chǎn)出,。中國的高技術(shù)陶瓷領(lǐng)域是5~10%的增長速度,與國際相比還有一定的距離�,,F(xiàn)在中國的高技術(shù)陶瓷市場是120億人民幣,,今后幾年如果努力有增長速度可能達(dá)到10%。現(xiàn)在我們國內(nèi)的科研投資研發(fā)投資相對不夠,,我們想高速發(fā)展這個(gè)產(chǎn)業(yè),,僅靠我們自己的技術(shù)是不夠的。國內(nèi)的技術(shù)只能支持這個(gè)產(chǎn)業(yè)中的40%,,其余的60%的技術(shù)還需要引進(jìn),。這是一個(gè)重要的思路。在發(fā)展這個(gè)領(lǐng)域的時(shí)候需要我們既要引進(jìn)消化吸收,,也要獨(dú)立自主開發(fā),,雙腿并進(jìn)才行。現(xiàn)在的市場只有30億產(chǎn)值,,希望在“十五”規(guī)劃期間五年以內(nèi)能達(dá)到200億的產(chǎn)值,。這高速增長就需要大家的參與,認(rèn)清情況對發(fā)展方向要進(jìn)行充分的論證,。國家863也支持高技術(shù)陶瓷的研究和開發(fā),。我們希望與企業(yè)聯(lián)合發(fā)展高技術(shù)陶瓷領(lǐng)域。這是一個(gè)市場的基本估計(jì)。估計(jì)2005前后中國的高技術(shù)陶瓷市場規(guī)模達(dá)到,,電容器的市場將占到30多億,,電子,電容,,EMI大概在5億左右,,電阻器在2億左右,模具在5億左右,,光纖插針接件在4億左右,,多孔陶瓷在5億多,陶瓷粉體5億左右,,耐火5億左右,,其他12億,加起來80~120億,。在2005~2010年期間我們中國將形成這樣一個(gè)期望值的新型產(chǎn)業(yè),。陶瓷是個(gè)傳統(tǒng)領(lǐng)域,高技術(shù)陶瓷是個(gè)新型領(lǐng)域,,新型產(chǎn)業(yè),。我國現(xiàn)在世界市場還不到1%,我們國家爭取在5年或者更長的時(shí)間里占國際總產(chǎn)值的5~10%,。如果能達(dá)到這個(gè)水平,,我們國家必將在這個(gè)領(lǐng)域有個(gè)飛速的發(fā)展。希望大家共同努力,,科研人員,,產(chǎn)業(yè)界,投資界一起發(fā)展這個(gè)產(chǎn)業(yè),,使我們在有優(yōu)勢的傳統(tǒng)陶瓷產(chǎn)業(yè)上,,還在高技術(shù)陶瓷領(lǐng)域也形成自己的優(yōu)勢。(青海大學(xué)校長 清華大學(xué)材料系李建保教授)
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