山东工业陶瓷研究设计院有限公司 山东 淄博 255000
摘要：文章主要围绕工业陶瓷展开叙述，其中对工业陶瓷材料和制成品进行了详细介绍，然后详细描述了陶瓷的种类和应用，希望可以不断推动工业陶瓷市场的发展。
关键词：工业；陶瓷材料；市场
1前言
我国的陶瓷业发展历史悠久，近几年来，随着工业技术的不断进步，陶瓷的种类也呈现出多样化的趋势，不同类型的陶瓷还具有很多不同的功能，因此文章针对工业陶瓷材料和制成品的市场进行了研究。
2陶瓷种类及其应用
陶瓷从广义上讲包括传统陶瓷和特种陶瓷。传统陶瓷是以粘t为主要原料烧制而成的制品，如日用陶瓷、艺术陶瓷、建筑卫生陶瓷。而特种陶瓷是用人工合成的超细高纯的粉体无机化合物原料，采用各种先进的成型方法，现代化的烧成工艺，精密的加工技术精制而成的。它是一种新型陶瓷材料，与传统陶瓷相比，在组成、结构、性能和制备工艺技术上均有显著的不同。可应用于电子、汽车、机械装备、能源、化工和生物医药等诸多工业领域，因此可以称特种陶瓷为工业陶瓷[1]。
特种陶瓷在工业上有各种应用，通常把它们划分成两类:结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷又称工程陶瓷，主要利用陶瓷的强度、刚度、韧性、耐磨性、硬度、疲劳强度等力学性能的陶瓷材料，主要种类有高强度陶瓷、(超)高温陶瓷、(超)低温陶瓷、高韧性陶瓷、超硬度陶瓷和纳米陶瓷等。功能陶瓷是利用陶瓷的电磁光声热等性能及其藕合效应的陶瓷材料，主要种类有电子陶瓷、敏感陶瓷、光学陶瓷、生物陶瓷、磁性陶瓷和超导陶瓷等。功能E中约60%是电子陶瓷，它包括铁电陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷、电介质陶瓷等[2]。
3工业用电子陶瓷材料的分类
电子陶瓷按功能和用途可以分为五类：绝缘装置瓷、电容器瓷、铁电陶瓷、半导体陶瓷和离子陶瓷。绝缘装置瓷简称装置瓷，具有优良的电绝缘性能，用作电子设备和器件中的结构件、基片和外壳等的电子陶瓷。电子陶瓷按特性可分为高频和超高频绝缘陶瓷、高频高介陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷、光电陶瓷、电阻陶瓷等。按应用范围可分为固定用陶瓷、电真空陶瓷、电容器陶瓷和电阻陶瓷。按微观结构可分多晶、单晶、多晶与玻璃相、单晶与玻璃相[3]。
3.1陶瓷基片材料
陶瓷基片材料在电子陶瓷中，占有最重要位置的是绝缘体。特别是高级集成电路用绝缘基片或封装材料，可以采用尺寸精度为微米或微米以下的高纯度致密氧化铝烧结体。高纯度致密氧化铝具有金属材料所不具备的绝缘性和高分子材料所不具备的导热性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2压电陶瓷
压电陶瓷由于是多晶材料，所以使用频率受到限制。压电元件可使电信号和机械信号相互转换。一定形状的压电陶瓷元件主要由PbTiO3-PbZrO3系烧结而制成，即使是烧结体，通过极化也可获得单晶所具有的压电性。压电元件的主要用途有火花塞和谐振器。谐振器起选择性通过特定频率电波滤器的作用，是电视（TV）、无线电等调谐电路不可缺少的元件[4]。
3.3铁电陶瓷
铁电陶瓷以铁电性晶体为主晶相的电子陶瓷。已发现的铁电晶体不下千种，但作为铁电陶瓷主晶相的主要有钙钛矿或准钙钛矿型的铁电晶体或固溶体。在一定的温度范围内晶体中存在着可随外加电场而转变方向的自发极化，这就是晶体的铁电性。当温度超过某一临界值──居里温度TC时，其极化强度下降为零，晶体即失去铁电性，而成为一般的顺电晶体；与此同时，晶体发生铁电相到顺电相的相变。铁电体的极化强度还随电场而剧烈变化[5]。
3.4半导体陶瓷
在陶瓷中，半导体是很多的，除了元素半导体和化合物半导体外，很多种金属的氧化物也具有半导体性质，甚至还有有机高分子的半导体。而半导体陶瓷则是指采用陶瓷工艺成型的多晶陶瓷材料，它与单晶半导体不同，存在大量晶界，晶粒的半导体化也是在烧成工艺过程中完成的。因此，有丰富的材料微结构状态和多样的工艺条件，可以非常敏感的影响材料的性能，这为开辟陶瓷敏感材料的新领域提供了广阔的天地。电阻随温度而变化的性质，可用于非线性电阻[6]。
4电子陶瓷产业加速研发新材料
随着中国经济的快速发展，高技术工业陶瓷的市场空间巨大。预计到2016年，中国高技术工业陶瓷的市场需求每年将达到450亿元，其中相当一部分的需求出现在化工、石油、电子，环保、新能源等工业领域。
由于功能陶瓷材料近年来强大的市场需求和战略地位，世界各国对功能陶瓷的研究与开发都给予了足够的重视。美国、日本和西欧一些国家都将功能陶瓷作为关键技术，投入大量经费进行研究和开发。从总体上看，美、日在功能陶瓷的研究方面居领先地位。功能陶瓷电子元件发展的重要趋势是小型化、微型化、片式化、模块化和集成化。这些趋势向陶瓷材料科学和技术提出了一系列挑战。因此，围绕上述应用目标开展的功能陶瓷材料的研究及产业化目前十分活跃。
功能陶瓷在小型化和便携式电子产品中占有十分重要的地位，随着世界范围经济结构的调整和转移，我国的功能陶瓷材料和元件的市场正在迅速增长。发达国家电子整机生产逐渐向中国转移，为我国功能陶瓷材料和相关电子元件产业的发展提供了前所未有的发展机遇。世界各国元器件生产企业都在电子陶瓷及其元器件的新产品、新技术、新工艺、新材料、新设备方面投入巨资进行研究开发。高投入的研发使得电子陶瓷及元器件成为一个创新活跃、竞争激烈的领域，每年都有大量新型功能陶瓷材料及元器件问世把握机遇，发展优势，提高我国信息功能陶瓷的产业技术水平和自主创新能力，对发展我国电子信息产业等许多高科技产业具有重要的战略意义。
5工业陶瓷的发展
我国工业陶瓷研究和生产起步较晚，与国际先进水平还存在一些差距，这必须引起我们的重视，特别是科研工作者的重视。我们必须认清当前工业陶瓷的发展趋势及我国工业陶瓷发展中存在的问题，采取科学合理的对策，努力将我国工业陶瓷的科研水平和生产能力提高到一个新的台阶。随着现代高新技术的发展，工业陶瓷已逐步成为新材料的重要组成部分，成为许多高技术发展的重要关键材料，已引起各工业发达国家的极大关注。由于其特定的精细结构和其高强、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、铁电、声光、超导、生物相容等一系列优良性能被广泛地应用于国防、化工、冶金、电子、机械、航空、航天、生物医学等国民经济的各个领域。
结束语
随着现代科学技术对材料性能的要求越来越高，工业陶瓷材料便发挥着越来越重要的作用，其发展在很大程度上制约着其它工业的发展和进步，相关人员需要不断提高重视程度。
参考文献
[1]王强华.工业陶瓷材料及其制品的市场研究[J].玻璃钢,2012(2):16-27.
[2]张伟儒,李伶,王坤.先进陶瓷材料研究现状及发展趋势[J].新材料产业,2016(1):2-8.
[3]孙达,周长灵,陈恒,等.陶瓷基隔热材料的研究现状及发展趋势[J].现代技术陶瓷,2015,36(5):11-17.
[4]周健儿,江伟辉,常程康.钛酸铝陶瓷材料的研究与发展(上)[J].中国陶瓷工业,1995(4):4-9.
[5]刘维良.抗菌保健陶瓷材料及制品的产业发展现状与前景[C]//中国硅酸盐学会陶瓷分会日用陶瓷专业委员会2003年年会暨日用陶瓷行业发展战略研讨会论文集.2003:55-58.
[6]王磊,张玉军,张伟儒,等.吸波材料的研究现状与发展趋势[J].现代技术陶瓷,2004,25(4):23-26.
论文作者:王洪敏,冯雪莲,陈常祝,赵晶
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/19
标签：陶瓷论文; 工业论文; 陶瓷材料论文; 半导体论文; 功能论文; 材料论文; 多晶论文; 《防护工程》2018年第26期论文;