罗志强

（江西省工业陶瓷质量监督检验站，江西 萍乡 337000）

自21 世纪以来，我国的材料领域就不断出现新的成就，研究人员通过化学、物理等学科的研究与实验，研发了一个又一个拥有实际应用价值的新型材料，其中高性能新型陶瓷材料就是典型代表。但是由于发展时间较短，我国的高性能新型陶瓷材料还是有很多需要提升的地方。所以本文主要对该种材料的性能特征及未来发展进行深刻探讨。

1 高性能新型陶瓷材料概述

高性能陶瓷材料也被叫作先进陶瓷、精细陶瓷、特种陶瓷、新型陶瓷灯，其具有轻便、高强度、高硬度、耐高温等特点，具有金属及有机高分子材料没有的作用，能够在航天、新能源、电子、激光、海洋工程中得到广泛应用[1]。目前各个国家都投入了大量的资金来研发这种材料，争取占领制高点。但是需要解决的问题有很多，其中最重要的就是高性能陶瓷材料及其部件的制备，其中关键的部分是材料设计与配方组成，这些问题都是限制高性能陶瓷高度产业化的原因之一。

近些年来，随着高性能陶瓷材料的研究传统的成型方法已经不适用于各行业对于陶瓷材料的要求，同时陶瓷制品的种类多种多样，它们的用途和制品形状也涉及很多方面，因此新的成型工艺不断地被开发出来。陶瓷制备一般是粉体制备与处理、成型、烧结、最终制品四个步骤，虽然看似简单，但是在实际操作中还是比较复杂的。

陶瓷的成型与性能与粉体颗粒的特性有直接的关系，粉体的质量高代表着陶瓷制备成型好。所以为了能够制备到高性能的陶瓷材料就应该保证其粉体高纯、超细。

2 高性能陶瓷种类

2.1 透明陶瓷

透明陶瓷的成功制备首次发表是在1962年，从此以后陶瓷领域迎来了新的发展。研发成功的陶瓷材料具有很好的透明性、耐蚀性，能够在高温条件下持续工作，除此之外还有很多其他材料不具备的特性，例如高强度，低导电率，高热导性等。凭借透明陶瓷的优秀特性目前这种材料已经广泛应用于照明、光学、仪器制造等行业中。截止目前为止已经有美国、英国、日本、俄罗斯等多个国家对其展开研究，先后开发出了Al2O、Y2O3、MgO、CaO、TiO2等氧化物透明陶瓷。

透明氧化陶瓷的制备分为制粉、成型、烧结、机械加工四个步骤，同时为了保证陶瓷透光性的良好还需要很多条件，首先就是要求致密型号，晶界无多余杂质，光学性与晶体之间的差别要小。其次就是晶粒要细小，没有大的空隙，晶体对光的吸收较小。最后就是表面光洁度要高，晶体结构是立方晶系。所以透明陶瓷的制备过程是比较精密的，只有精密调控才能够保证透明陶瓷的高质量。

2.2 纳米陶瓷膜

纳米陶瓷膜研制成功是在21 世纪初期，其研发原理对氧化树脂的氧化物通过光谱进行筛选然后使用纳米技术与喷溅技术进行制造[2]。纳米陶瓷膜有分离效果好、化学稳定性好、耐酸碱、耐菌、操作便捷等优点，其中最为突出的就是对GPS 信号没有屏蔽作用。最先应用该种材料的是航天领域，用于飞机表面的陶瓷涂层等。

陶瓷隔热膜不是染色膜也不是金属膜，它是由导电性物质氮氧化物组成，具有独特的分子结构。由于陶瓷隔热膜具有多种优势，所以它能够保持可见光透射率的同时又能提供最高红外线与远红外线的反射，能够保持颜色持久高达10年以上。除此之外，它还能够改善雾度问题，收缩能力强，便于施工安装。

2.3 汽车发动机陶瓷

汽车发动陶瓷是碳化硅和氮化硅等无机非金属材料炼制形成，相比于以往的氧化铝陶瓷，它的强度是氧化铝陶瓷的3 倍，可以接受1000℃的高温，这种特性在汽车行业得到了充分地利用。使用这种材料能够围住燃烧室进行隔热，用废气涡轮增压器和动力涡轮来回收排气能量，这样能够提高热效率。

新材料在汽车上的应用使得柴油机瞬间的快速启动成为可能。新型陶瓷的涡轮增压器代替了旧的涡轮增压器，重量变为了原来的三分之一，耐热性也比原来的更好。所以陶瓷涡轮完全弥补了旧涡轮的缺点，除此之外，关于汽车行业在进行陶瓷材料研究应用的还有活塞销、活塞环等部件。通过重量的减轻来提高发动机效率。

3 高性能陶瓷材料的发展前景

高性能陶瓷材料已经进入了使用阶段，但是我国在该种材料生产方面还有很大的提升空间，例如陶瓷的显微结构该如何掌握控制，还有材料的形状、尺寸以及怎样将其标准化等。

随着社会的发展，通讯技术已经离不开无机材料的支持，尤其是新型陶瓷材料，一些大型的集成电路板、光纤通信中的光纤都是石英材料制成。目前，陶瓷材料与制造业及基础设施建设紧密联系，展示了其在未来发展中的美好前景，已经成为推动中国社会经济进步的重要因素。

4 结语

虽然高性能陶瓷材料具有多种优势，如今被广泛应用于航空航天、汽车交通、医疗等各种领域中。但是我们要正确认识到，我国的高性能陶瓷材料的发展还不成熟，所以我们应该向着更深刻的方向研究，推动找到研发的有效措施。