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我國(guó)新型陶瓷材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r


來(lái)源:中國(guó)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(lái)講幾個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)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(shuō)法,歐美多采用“先進(jìn)陶瓷”的說(shuō)法,我們國(guó)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(wú)機(jī)非金屬材料的成分然后再經(jīng)過(guò)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(guò)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(shuō)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(zhǎng)。它的特殊性能就使它有了特殊功能。在機(jī)械、冶金、汽車(chē)、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(zhǎng)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(chē)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(cè)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(guò)濾,用于化工過(guò)濾,催化過(guò)濾。很多電極材料都是陶瓷類(lèi)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(zhǎng)。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(guò)濾性能使它用在汽車(chē)尾氣處理器上。北京市已經(jīng)推廣了出水口的陶瓷閥門(mén),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(guò)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(zhǎng)。問(wèn)題是,中國(guó)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(tái)灣那么小的地方都占了8~10%,韓國(guó)占了6~7%,日本占46%左右。那么中國(guó)大陸占多少呢?不到1%。這一方面說(shuō)明我們還很落后,同時(shí)說(shuō)明我們有很大的發(fā)展空間。陶瓷元件的增長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)都很快,而且國(guó)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(zhǎng)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(chǎng)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(zhǎng)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(mén),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(kāi)里面的芯片,電路板上有很多的小塊,就是陶瓷做的。汽車(chē)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(hào)的進(jìn)進(jìn)出出越來(lái)越多,這里面最大的問(wèn)題就是電磁波噪音的問(wèn)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(tīng)到。可以通過(guò)自身的反應(yīng)去抵抗。但電磁波的污染是感覺(jué)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(chǎng)。去年10月份我們國(guó)家組建了國(guó)家級(jí)電磁兼容管理委員會(huì)。專門(mén)對(duì)電磁波污染等問(wèn)題制訂法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。現(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(wèn)題沒(méi)有解決。三五年后,我國(guó)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(guó)家大門(mén)之外。電磁波噪音的問(wèn)題沒(méi)有解決,沒(méi)有通過(guò)技術(shù)檢測(cè)的話,就不能打進(jìn)別人的市場(chǎng)。標(biāo)準(zhǔn)的壁壘是國(guó)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(chǎng)。

    第二個(gè)熱點(diǎn)就是陶瓷插針問(wèn)題。我們國(guó)家在大面積、高速地鋪設(shè)電纜。光纜光纖在我國(guó)是供不應(yīng)求,國(guó)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(lái)。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(lái)。那么光纖插件就是一個(gè)相當(dāng)大的市場(chǎng),以平均每年20%以上的速度在增長(zhǎng)。我國(guó)大概有6、7家在做光纖插件光纖接口,但基本上還沒(méi)形成大規(guī)模生產(chǎn),我國(guó)基本上還處于研發(fā)中試的階段,但國(guó)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(chǎng)份額的90%,但這個(gè)情況正在變化,F(xiàn)在日本的生產(chǎn)能力和全世界對(duì)光纖插件的需求之間的差距正在越來(lái)越大,那么這其中的空缺由誰(shuí)來(lái)填補(bǔ)呢?這對(duì)我們中國(guó)是個(gè)機(jī)遇,東南亞也有機(jī)會(huì),臺(tái)灣也有。臺(tái)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(chǎng)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(shuí)來(lái)填補(bǔ)市場(chǎng)空缺的問(wèn)題。現(xiàn)在我們做光纖插件到底有多大的利潤(rùn)?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(rùn)率在不斷下降,日本人的投資積極性也就越來(lái)越低。對(duì)現(xiàn)在而言,高利潤(rùn)率期已經(jīng)過(guò)了。但對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō),這還是一個(gè)利潤(rùn)率比較高的領(lǐng)域。在中國(guó)到今年為止,它的利潤(rùn)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(lái)介紹一下清華大學(xué)的陶瓷實(shí)驗(yàn)室。這是一個(gè)國(guó)家級(jí)科研隊(duì)伍,專門(mén)做高技術(shù)陶瓷,有些技術(shù)產(chǎn)品已在市場(chǎng)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(chǎng)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(wú)聲檢測(cè)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(pán)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(jí)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(zhǎng)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(cè)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(lèi)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(qǐng)國(guó)家項(xiàng)目,申請(qǐng)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(wèn)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(guó)的高技術(shù)陶瓷產(chǎn)出。中國(guó)的高技術(shù)陶瓷領(lǐng)域是5~10%的增長(zhǎng)速度,與國(guó)際相比還有一定的距離,F(xiàn)在中國(guó)的高技術(shù)陶瓷市場(chǎng)是120億人民幣,今后幾年如果努力有增長(zhǎng)速度可能達(dá)到10%。現(xiàn)在我們國(guó)內(nèi)的科研投資研發(fā)投資相對(duì)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(guó)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(kāi)發(fā),雙腿并進(jìn)才行,F(xiàn)在的市場(chǎng)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(zhǎng)就需要大家的參與,認(rèn)清情況對(duì)發(fā)展方向要進(jìn)行充分的論證。國(guó)家863也支持高技術(shù)陶瓷的研究和開(kāi)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(chǎng)的基本估計(jì)。估計(jì)2005前后中國(guó)的高技術(shù)陶瓷市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到,電容器的市場(chǎng)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(lái)80~120億。在2005~2010年期間我們中國(guó)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(guó)現(xiàn)在世界市場(chǎng)還不到1%,我們國(guó)家爭(zhēng)取在5年或者更長(zhǎng)的時(shí)間里占國(guó)際總產(chǎn)值的5~10%。如果能達(dá)到這個(gè)水平,我們國(guó)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?cè)谟袃?yōu)勢(shì)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(shì)。(青海大學(xué)校長(zhǎng) 清華大學(xué)材料系李建保教授)
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