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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
        我來講幾個熱點問題。主要是講一講高技術(shù)陶瓷總體概況和產(chǎn)業(yè)熱點。先進(jìn)陶瓷這個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,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,離子鍵共價鍵是它們的共同特點。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,同時還是成長速度非?斓男袠I(yè)。

            我舉一些先進(jìn)陶瓷的使用例子,F(xiàn)在汽車的點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,能增強它的耐腐蝕性和壽命。陶瓷發(fā)動機(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,但它是一個發(fā)展很快的新型產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

            現(xiàn)在有兩個熱點發(fā)展領(lǐng)域,一個是電子元器件中的抗干擾的電子元器件,另一個是光纖連接器的插針技術(shù),這兩個領(lǐng)域增長都很快,而且國內(nèi)需求也很大。日本做了一個關(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,F(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。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。

            第二個熱點就是陶瓷插針問題。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%,但這個情況正在變化,F(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呢?這對我們中國是個機(jī)遇,東南亞也有機(jī)會,臺灣也有。臺灣的技術(shù)含量比我們的還高些,機(jī)會還大一些。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年估計要降到70%左右,甚至更低。這里面就有一個誰來填補市場空缺的問題,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。

            下面用幾分鐘來介紹一下清華大學(xué)的陶瓷實驗室。這是一個國家級科研隊伍,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。我們有幾個產(chǎn)品的技術(shù)在市場上占的份額相當(dāng)大。我們實驗室有16個研究方向: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。我們實驗室?guī)讉大的成熟技術(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)。我們實驗室的合作方式有:委托合作,聯(lián)合申請國家項目,申請地方合作項目,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%,F(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)。這是一個重要的思路。在發(fā)展這個領(lǐng)域的時候需要我們既要引進(jìn)消化吸收,也要獨立自主開發(fā),雙腿并進(jìn)才行,F(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。這是一個市場的基本估計。估計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期望值的新型產(chǎn)業(yè)。陶瓷是個傳統(tǒng)領(lǐng)域,高技術(shù)陶瓷是個新型領(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年或者更長的時間里占國際總產(chǎn)值的5~10%。如果能達(dá)到這個水平,我們國家必將在這個領(lǐng)域有個飛速的發(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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