結構陶瓷  

　　一、基本簡介

　　結構陶瓷具有很好的強度、硬度、絕緣性、熱傳導、耐高溫、耐氧化、耐腐蝕、耐磨耗、高溫強度等特色，因此，在很嚴苛的環境或工程應用條件下，所展現的高穩定性與優異的機械性能，在材料工業上已倍受矚目，其使用范圍亦日漸擴大。而全球及國內業界對于高精密度、高耐磨耗、靠譜度機械零組件或電子元件的要求日趨嚴格，因而陶瓷產品的需求相當受重視，其市場成長率也頗可觀。

　　結構陶瓷作為結構部件的特種陶瓷。由單一或復合的氧化物或非氧化物組成，如單由Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4，或相互復合，或與碳纖維結合而成。用于制造陶瓷發動機和耐磨、耐高溫的特別構件。

　　《2013-2017年中國結構陶瓷市場評估與投資前景分析報告》共十五章。首先介紹了結構陶瓷相關概述、中國結構陶瓷產業運行環境等，接著分析了中國結構陶瓷行業市場運行的現狀，然后介紹了中國結構陶瓷市場競爭格局。 您若想對結構陶瓷產業有個系統的了解或者想投資結構陶瓷行業，本報告是您不可或缺的重要工具。

　　二、結構陶瓷的應用

　　結構陶瓷主要是指發揮其機械、熱、化學等性能的一大類新型陶瓷材料，它可以在許多苛刻的工作環境下服役，因而成為許多新興科學技術得以實現的關鍵。

　　三、結構陶瓷材料的四大優勢

　　1. 結構陶瓷與其他金屬材料進行對比，陶瓷材料的優勢主要表現為，優異的高溫機械性能、耐化學腐蝕、耐高溫氧化、耐磨損等。也正是由于這些性能優勢，在多種領域中逐漸取代了昂貴金屬資源的位置，對節約很少資源事業的開展具有重要價值。

　　2. 結構陶瓷在工業材料中屬于剛度與硬度為適合的材料之一。

　　常規結構陶瓷材料具有較高的熔點，在高溫下能夠維持較好的化學穩定性，而陶瓷材料的導熱性又低于其他金屬材料，為此也是一種較好的隔熱材料。

　　3.多數結構陶瓷都具有較為良好的電絕緣性，為此，多被作為各種電壓下的絕緣電器件使用。

　　4. 陶瓷材料具有著較為特別的化學性能，能夠作為固體激光器材料、光導纖維材料、光儲存器等應用，而在錄音次磁帶、唱片、計算機記憶元件等眾多方面也具有著較高的應用價值。

　　四、空間技術領域

　　在空間技術領域，制造宇宙飛船需要能承受高溫和溫度急變、強度高、重量輕且長壽的結構材料和防護材料，在這方面，結構陶瓷占有很大的優勢。從首艘宇宙飛船即開始使用高溫與低溫的隔熱瓦，碳-石英復合燒蝕材料已成功地應用于發射和回收人造地球衛星。未來空間技術的發展將更加依賴于新型結構材料的應用，在這方面結構陶瓷尤其是陶瓷基復合材料和碳/碳復合材料遠遠優于其他材料。

　　高新技術的應用是現代戰爭制勝的法寶。在軍事工業的發展方面，高性能結構陶瓷占有舉足輕重的作用。例如先進的亞音速飛機，其成敗就取決于具有高韌性和靠譜性的結構陶瓷和纖維補強的陶瓷基復合材料的應用。

　　五、光通信產業

　　光通信產業是當前世界上發展比較迅速的高技術產業之一，全世界產值已超過30億美元。其所以發展如此迅速主要依賴于光纖損耗機理的研究以及光纖接頭結構材料的使用。我所已成功地運用氧化鋯增韌陶瓷材料開發出光纖接頭和套管，性能優良，很好地滿足了我國光通信產業的發展需要。

　　隨著半導體器件的高密度化和大功率化，集成電路制造業的發展迫切需要研制一種絕緣性好導熱快的新型基片材料。80年代中后期問世的高導熱性氮化鋁和碳化硅基板材料正逐步取代傳統的氧化鋁基板，在這一領域，我所研制成功的高熱導氮化鋁陶瓷熱導率達到228 W/m×K，性能居國內外前列。氮化鋁-玻璃復合材料，已成為當代電子封裝材料領域的研究熱點，其熱導率是氧化鋁-玻璃的5-10倍，燒結溫度在1000°C以內，可與銀、銅等布線材料共燒，從而制造出具有良好導熱和電性能多層配線板，我所研制的氮化鋁-玻璃復合材料，熱導率達到10.8 W/m×K的，在國際上居于重要位置，很好地滿足了大規模集成電路小型化、密集化的要求。

　　六、特種結構陶瓷

　　特種結構陶瓷是陶瓷材料的重要分支，它以耐高溫、高強度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕等機械力學性能為主要特征，因此在冶金、宇航、能源、機械、光學等領域有重要的應用。特種結構陶瓷包括如下類型：

　　氮化物陶瓷

　　氮化物陶瓷是近20多年來發展起來的新型工程陶瓷、與一般的硅酸鹽陶瓷不同之處在于前者氮和硅的結合屬于共價鍵性質的結合，因而有結合力強、絕緣性好的特點。

　　氮化硅的強度很高，硬度也很高，是世界上堅硬的物質之一，它的耐溫性較好，強度可維持到1200°C高溫而不下降，一直到1900°C才會分解，而且它具有驚人的耐化學腐蝕性能，同時又是一種高性能的電絕緣材料。

　　氮化鋁的理論熱導是320W/m·k，大約是銅熱導的80%，同時氮化鋁有低的介電常數、高電阻、低密度和接近硅的熱膨脹系數，綜合性能優于Al2O3、BeO、SiC等，被用于高導熱絕緣子和電子基板材料。

　　七、復合陶瓷

　　微波超高溫燒結碳化硼陶瓷裝甲材料

　　高致密的碳化硅/碳化硼復合陶瓷，其彎曲強度即使在1400°C左右的高溫下仍可達500～600MPa。碳化硅/碳化硼復合特種陶瓷材料具有比重小、高硬度、高模量、耐沖擊的特點，應用于新一代的陶瓷裝甲。

　　耐高溫、高強度、高韌性陶瓷

　　氧化鋯增韌陶瓷已在結構陶瓷研究中取得了重大進展，經過增韌的基質材料，除了穩定的氧化鋯以外，常見的有氧化鋁、氧化釷、尖晶石、莫來石等氧化物陶瓷。

　　耐高溫、耐腐蝕的透明陶瓷

　　現代電光源的構成對材料的耐高溫、耐腐蝕性及透光性有很高的要求，氧化鋁、氮化鋁透明陶瓷材料總體透光性能和機械性能超過傳統方法生產的產品。應用于各種高溫光學窗口、探頭、燈管。

　　八、其他材料

　　與結構陶瓷相關的其他材料

　　電子陶瓷鋼材 結構陶瓷 絕緣材料 耐磨 耐磨材料 耐磨管道 耐磨陶瓷 耐磨彎頭 特種陶瓷氧化鋁陶瓷發展史

　　結構陶瓷

　　在材料中，有一類叫結構材料主要制利用其強度、硬度韌性等機械性能制成的各種材料。金屬作為結構材料，一直被廣泛使用。但是，由于金屬易受腐蝕，在高溫時不耐氧化，不適合在高溫時使用。高溫結構材料的出現，彌補了金屬材料的弱點。這類材料具有能經受高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優點，作為高溫結構材料，很適合。

　　氧化鋁陶瓷

　　氧化鋁陶瓷（人造剛玉）是一種很有前途的高溫結構材料。它的熔點很高，可作耐火材料，如坩堝、高溫爐管等。利用氧化鋁硬度大的優點，可以制造在實驗室中使用的剛玉磨球機，用來研磨比它硬度小的材料。用高純度的原料，使用先進工藝，還可以使氧化鋁陶瓷變得透明，可制作高壓鈉燈的燈管。

　　氮化硅陶瓷

　　氮化硅陶瓷陶瓷也是一種重要的結構材料，它是一種很硬物質，密度小、本身具有潤滑性，并且耐磨損，除氫氟酸外，它不與其他無機酸反應，抗腐蝕能力強；高溫時也能抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到1000以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會碎裂。正是氮化硅具有如此良好的特性，人們常常用它來制造軸承、汽輪機葉片、機械密封環、長時間性模具等機械構件。

　　氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷

　　氮化硼陶瓷是一種新興的工業材料 ,它是一種六方晶系的結晶體 ,具有鱗 片狀結構 。其外觀似象牙 。氮化硼陶瓷是隨著宇宙、 航空和電子工業的發展而發展起來的 ,在工業上有著廣泛的用途 。

　　人造寶石

　　紅寶石和藍寶石的主要成分都是Al2O3（剛玉）。紅寶石呈現紅色是由于其中混有少量含鉻化合物；而藍寶石呈藍色則是由于其中混有少量含鈦化合物。 1900年，科學家曾用氧化鋁熔融后加入少量氧化鉻的方法，制出了質量為2g-4g的紅寶石。 現在已經能制造出大到10g的紅寶石和藍寶石。