1,、前言
特種陶瓷有熱壓鑄,、熱壓,、靜壓及氣相沉積等多種成型方法,，這些陶瓷由于其化學(xué)組成、顯微結(jié)構(gòu)及性能不同于普通陶瓷,，故稱為特種陶瓷或高技術(shù)陶瓷,，在日本稱為精細(xì)陶瓷。特種陶瓷不同的化學(xué)組成和組織結(jié)構(gòu)決定了它不同的特殊性質(zhì)和功能,，如高強(qiáng)度,、高硬度,、高韌性、耐腐蝕,、導(dǎo)電,、絕緣、磁性,、透光,、半導(dǎo)體以及壓電、光電,、電光,、聲光、磁光等,。由于性能特殊,，這類陶瓷可作為工程結(jié)構(gòu)材料和功能材料應(yīng)用于機(jī)械、電子,、化工,、冶煉、能源,、醫(yī)學(xué),、激光,、核反應(yīng),、宇航等方面。一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家,，特別是日本,、美國和西歐國家，為了加速新技術(shù)革命,，為新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定物質(zhì)基礎(chǔ),，投入大量人力、物力和財力研究開發(fā)特種陶瓷,，因此特種陶瓷的發(fā)展十分迅速,，在技術(shù)上也有很大突破。特種陶瓷在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù),，特別是在高技術(shù),、新技術(shù)領(lǐng)域中的地位日趨重要,。本世紀(jì)初特種陶瓷的國際市場規(guī)模預(yù)計將達(dá)到500億美元,，因此許多科學(xué)家預(yù)言：特種陶瓷在二十一世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展中,，必定會占據(jù)十分重要的地位,。
2,、生產(chǎn)工藝技術(shù)方面的新進(jìn)展
�,。�1）在粉末制備方面，目前最引人注目的是超高溫技術(shù),。利用超高溫技術(shù)不但可廉價地研制特種陶瓷,，還可廉價地研制新型玻璃,，如光纖維、磁性玻璃,、混合集成電路板,、零膨脹結(jié)晶玻璃、高強(qiáng)度玻璃,、人造骨頭和齒棍等,。此外,，利用超高溫技術(shù)還可以研制出象鉭、鉬,、鎢,、釩鐵合金和鈦等能夠應(yīng)用于太空飛行、海洋,、核聚變等尖端領(lǐng)域的材料。例如日本在4000—15000℃和一個大氣壓以下制造金鋼石,，其效率比現(xiàn)在普遍采用的低溫低壓等離子體技術(shù)高一百二十倍,。
超高溫技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：能生產(chǎn)出用以往方法所不能生產(chǎn)的物質(zhì)；能夠獲得純度極高的物質(zhì)：生產(chǎn)率會大幅度提高,；可使作業(yè)程序簡化,、易行。目前,，在超高溫技術(shù)方面居領(lǐng)先地位的是日本,。據(jù)統(tǒng)計，2000年日本超高溫技術(shù)的特種陶瓷市場規(guī)模也將會超過20萬億日元,。此外,，溶解法制備粉末、化學(xué)氣相沉積法制備陶瓷粉末、溶膠K凝膠法生產(chǎn)莫來石超細(xì)粉末以及等離子體氣相反應(yīng)法等也引起了人們的關(guān)注,。在這幾種方法中,，絕大部分是近年開發(fā)研究出來的或是在近期得以完善的,。
(2)在成型及燒結(jié)方面，熱等靜壓法最為引人注目,。該法與熱壓法相比能使物料受到各向同性的壓力，因而其瓷質(zhì)均勻,，此外由于熱壓靜法可以施加幾千個大氣壓的高壓，這樣就使得要燒結(jié)的材料能在極低的溫度下得以燒結(jié),。目前，市場上出售的熱等靜壓法設(shè)備的最高使用溫度及最高壓力通常為2000℃，2000個大氣壓。
(3)在特種陶瓷的精密加工方面,，真空擴(kuò)散焊接法是一種最有前途的方法,。采用真空擴(kuò)散焊接法不僅可獲得高強(qiáng)度,、高致密度、高幾何尺寸精度的金屬陶瓷制品(泄漏率不大于5×10ˉ11立方米·帕/秒)，而且無需使用貴重的稀有焊料,，可用于制作各種形狀、各種尺寸，特別是大規(guī)格的金屬陶瓷制品,。
另外,，采用刀具加工陶瓷也引起了人們的極大興趣,。目前，這方面的工作僅處于研究實(shí)驗(yàn)階段,，由于用超高精度的車床和金剛石單晶車刀進(jìn)行加工,，以微米數(shù)量級的微小吃刀深度和微小的走刀量,，能獲得0.1微米左右的加工精度，因而許多國家把這種加工技術(shù)作為超精密加工的一個方面而加以開發(fā)研究,。
3 應(yīng)用方面的新發(fā)展
特種陶瓷由于擁有眾多優(yōu)異性能，因而用途廣泛�,，F(xiàn)按材料的性能及種類簡要說明。
�,。�1）,、耐熱性能優(yōu)良的特種陶瓷可望作為超高溫材料用于原子能有關(guān)的高溫結(jié)構(gòu)材料、高溫電極材料等,。
(2),、隔熱性優(yōu)良的特種陶瓷可作為新的高溫隔熱材料，用于高溫加熱爐,、熱處理爐,、高溫反應(yīng)容器、核反應(yīng)堆等,。
(3),、導(dǎo)熱性優(yōu)良的特種陶瓷極有希望用作內(nèi)部裝有大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路電子器件的散熱片。
(4),、耐磨性優(yōu)良的硬質(zhì)特種陶瓷用途廣泛,，目前的工作主要是集中在軸承、切削刀具方面,。
(5),、高強(qiáng)度的陶瓷可用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器、葉片,、渦輪,、套管等；在加工機(jī)械上可用于機(jī)床身,、軸承,、燃燒噴嘴等,。目前,，這方面的工作開展得較多,，許多國家如美國、日本,、德國等都投入了大量的人力和物力,，試圖取得領(lǐng)先地位。這類陶瓷有氮硅,、碳化硅,、塞隆、氮化鋁,、氧化鋯等,。
(6)、具有潤滑性的陶瓷如六方晶型氮化硼極為引人注目,，目前國外正在加緊研究,。
(7)、生物陶瓷方面目前正在進(jìn)行將氧化鋁,、磷石炭等用作人工牙齒,、人工骨、人工關(guān)節(jié)等研究,，這方面的應(yīng)用引起人們極大關(guān)注,。
4今后研究與開發(fā)的重點(diǎn)
(1)、特種陶瓷基礎(chǔ)技術(shù)的研究,，例如燒結(jié)機(jī)理,、檢測技術(shù)和粉末制備技術(shù)等；
(2),、超導(dǎo)陶瓷的研究,；
(3)、特種陶瓷的薄膜化或非晶化是提高陶瓷功能的有效方法,，因而許多國家都把它作為一項(xiàng)主要內(nèi)容而加以研究,；
(4)、陶瓷的纖維化是研制隔熱材料,、復(fù)合增強(qiáng)材料等的重要基礎(chǔ),，目前國外，尤其是日本對陶瓷纖維及晶須增強(qiáng)金屬復(fù)合材料的研究極為重視,，其研究主要集中于碳化硅及氮化硅,；
（5）,、多孔陶瓷由于具有特殊結(jié)構(gòu),，所以引起了各界的重視,；
(6)、陶瓷與陶瓷或陶瓷與其它材料復(fù)合(陶瓷纖維增強(qiáng)陶瓷,，陶瓷纖維增強(qiáng)金屬)問題也是現(xiàn)階段的研究重點(diǎn),。
(7)、在非氮化物陶瓷中,，目前國外研究最多的是陶瓷發(fā)動機(jī),，高壓熱交挽器及陶瓷刀具等；
(8),、隨著生物化學(xué),，生物醫(yī)學(xué)這些新興學(xué)科的發(fā)展，生物陶瓷的開發(fā)研究也變得越來越重要,。
特種陶瓷有熱壓鑄,、熱壓,、靜壓及氣相沉積等多種成型方法,，這些陶瓷由于其化學(xué)組成、顯微結(jié)構(gòu)及性能不同于普通陶瓷,，故稱為特種陶瓷或高技術(shù)陶瓷,，在日本稱為精細(xì)陶瓷。特種陶瓷不同的化學(xué)組成和組織結(jié)構(gòu)決定了它不同的特殊性質(zhì)和功能,，如高強(qiáng)度,、高硬度,、高韌性、耐腐蝕,、導(dǎo)電,、絕緣、磁性,、透光,、半導(dǎo)體以及壓電、光電,、電光,、聲光、磁光等,。由于性能特殊,，這類陶瓷可作為工程結(jié)構(gòu)材料和功能材料應(yīng)用于機(jī)械、電子,、化工,、冶煉、能源,、醫(yī)學(xué),、激光,、核反應(yīng),、宇航等方面。一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家,，特別是日本,、美國和西歐國家，為了加速新技術(shù)革命,，為新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定物質(zhì)基礎(chǔ),，投入大量人力、物力和財力研究開發(fā)特種陶瓷,，因此特種陶瓷的發(fā)展十分迅速,，在技術(shù)上也有很大突破。特種陶瓷在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù),，特別是在高技術(shù),、新技術(shù)領(lǐng)域中的地位日趨重要,。本世紀(jì)初特種陶瓷的國際市場規(guī)模預(yù)計將達(dá)到500億美元,，因此許多科學(xué)家預(yù)言：特種陶瓷在二十一世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展中,，必定會占據(jù)十分重要的地位,。
2,、生產(chǎn)工藝技術(shù)方面的新進(jìn)展
�,。�1）在粉末制備方面，目前最引人注目的是超高溫技術(shù),。利用超高溫技術(shù)不但可廉價地研制特種陶瓷,，還可廉價地研制新型玻璃,，如光纖維、磁性玻璃,、混合集成電路板,、零膨脹結(jié)晶玻璃、高強(qiáng)度玻璃,、人造骨頭和齒棍等,。此外,，利用超高溫技術(shù)還可以研制出象鉭、鉬,、鎢,、釩鐵合金和鈦等能夠應(yīng)用于太空飛行、海洋,、核聚變等尖端領(lǐng)域的材料。例如日本在4000—15000℃和一個大氣壓以下制造金鋼石,，其效率比現(xiàn)在普遍采用的低溫低壓等離子體技術(shù)高一百二十倍,。
超高溫技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：能生產(chǎn)出用以往方法所不能生產(chǎn)的物質(zhì)；能夠獲得純度極高的物質(zhì)：生產(chǎn)率會大幅度提高,；可使作業(yè)程序簡化,、易行。目前,，在超高溫技術(shù)方面居領(lǐng)先地位的是日本,。據(jù)統(tǒng)計，2000年日本超高溫技術(shù)的特種陶瓷市場規(guī)模也將會超過20萬億日元,。此外,，溶解法制備粉末、化學(xué)氣相沉積法制備陶瓷粉末、溶膠K凝膠法生產(chǎn)莫來石超細(xì)粉末以及等離子體氣相反應(yīng)法等也引起了人們的關(guān)注,。在這幾種方法中,，絕大部分是近年開發(fā)研究出來的或是在近期得以完善的,。
(2)在成型及燒結(jié)方面，熱等靜壓法最為引人注目,。該法與熱壓法相比能使物料受到各向同性的壓力，因而其瓷質(zhì)均勻,，此外由于熱壓靜法可以施加幾千個大氣壓的高壓，這樣就使得要燒結(jié)的材料能在極低的溫度下得以燒結(jié),。目前，市場上出售的熱等靜壓法設(shè)備的最高使用溫度及最高壓力通常為2000℃，2000個大氣壓。
(3)在特種陶瓷的精密加工方面,，真空擴(kuò)散焊接法是一種最有前途的方法,。采用真空擴(kuò)散焊接法不僅可獲得高強(qiáng)度,、高致密度、高幾何尺寸精度的金屬陶瓷制品(泄漏率不大于5×10ˉ11立方米·帕/秒)，而且無需使用貴重的稀有焊料,，可用于制作各種形狀、各種尺寸，特別是大規(guī)格的金屬陶瓷制品,。
另外,，采用刀具加工陶瓷也引起了人們的極大興趣,。目前，這方面的工作僅處于研究實(shí)驗(yàn)階段,，由于用超高精度的車床和金剛石單晶車刀進(jìn)行加工,，以微米數(shù)量級的微小吃刀深度和微小的走刀量,，能獲得0.1微米左右的加工精度，因而許多國家把這種加工技術(shù)作為超精密加工的一個方面而加以開發(fā)研究,。
3 應(yīng)用方面的新發(fā)展
特種陶瓷由于擁有眾多優(yōu)異性能，因而用途廣泛�,，F(xiàn)按材料的性能及種類簡要說明。
�,。�1）,、耐熱性能優(yōu)良的特種陶瓷可望作為超高溫材料用于原子能有關(guān)的高溫結(jié)構(gòu)材料、高溫電極材料等,。
(2),、隔熱性優(yōu)良的特種陶瓷可作為新的高溫隔熱材料，用于高溫加熱爐,、熱處理爐,、高溫反應(yīng)容器、核反應(yīng)堆等,。
(3),、導(dǎo)熱性優(yōu)良的特種陶瓷極有希望用作內(nèi)部裝有大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路電子器件的散熱片。
(4),、耐磨性優(yōu)良的硬質(zhì)特種陶瓷用途廣泛,，目前的工作主要是集中在軸承、切削刀具方面,。
(5),、高強(qiáng)度的陶瓷可用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器、葉片,、渦輪,、套管等；在加工機(jī)械上可用于機(jī)床身,、軸承,、燃燒噴嘴等,。目前,，這方面的工作開展得較多,，許多國家如美國、日本,、德國等都投入了大量的人力和物力,，試圖取得領(lǐng)先地位。這類陶瓷有氮硅,、碳化硅,、塞隆、氮化鋁,、氧化鋯等,。
(6)、具有潤滑性的陶瓷如六方晶型氮化硼極為引人注目,，目前國外正在加緊研究,。
(7)、生物陶瓷方面目前正在進(jìn)行將氧化鋁,、磷石炭等用作人工牙齒,、人工骨、人工關(guān)節(jié)等研究,，這方面的應(yīng)用引起人們極大關(guān)注,。
4今后研究與開發(fā)的重點(diǎn)
(1)、特種陶瓷基礎(chǔ)技術(shù)的研究,，例如燒結(jié)機(jī)理,、檢測技術(shù)和粉末制備技術(shù)等；
(2),、超導(dǎo)陶瓷的研究,；
(3)、特種陶瓷的薄膜化或非晶化是提高陶瓷功能的有效方法,，因而許多國家都把它作為一項(xiàng)主要內(nèi)容而加以研究,；
(4)、陶瓷的纖維化是研制隔熱材料,、復(fù)合增強(qiáng)材料等的重要基礎(chǔ),，目前國外，尤其是日本對陶瓷纖維及晶須增強(qiáng)金屬復(fù)合材料的研究極為重視,，其研究主要集中于碳化硅及氮化硅,；
（5）,、多孔陶瓷由于具有特殊結(jié)構(gòu),，所以引起了各界的重視,；
(6)、陶瓷與陶瓷或陶瓷與其它材料復(fù)合(陶瓷纖維增強(qiáng)陶瓷,，陶瓷纖維增強(qiáng)金屬)問題也是現(xiàn)階段的研究重點(diǎn),。
(7)、在非氮化物陶瓷中,，目前國外研究最多的是陶瓷發(fā)動機(jī),，高壓熱交挽器及陶瓷刀具等；
(8),、隨著生物化學(xué),，生物醫(yī)學(xué)這些新興學(xué)科的發(fā)展，生物陶瓷的開發(fā)研究也變得越來越重要,。
