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先进陶瓷材料作为一种高性能的新型材料，正逐渐成为支撑现代高新技术产业发展的基石。由于其具有高模量、高硬度、耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗侵蚀、生物相容性以及优异的电绝缘和透光透波等特性，被广泛应用于国防军工、航空航天、电子信息、生物医疗、核电与新能源、机械化工等高新技术产业，并且将在微电子工业、通信产业、自动化控制和未来智能化技术等方面发挥日益显著的作用。
根据市场研究机构Research and Market预测，到2024年全球先进陶瓷市场规模将达1346亿美元，年复合增长率超过8%，全球先进陶瓷产业已达到数万亿级的市场规模。面对先进陶瓷的巨大市场与应用前景，世界各国均高度重视先进陶瓷材料的研发与产业化。
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美国高温结构先进陶瓷的发展良好，在航空航天和核能领域应用处于领先地位。目前在航天技术、航空器、核工程、汽车、医疗设备及机械动力等领域处于大范围使用阶段。美国国家航空和宇航局(NASA)在高温结构陶瓷的开发和制备技术方面正在实施大规模的研究与发展计划，将高温陶瓷基复合材料制备技术作为研究重点，其目标是将发动机热端部件的使用温度提高到1650℃或者更高。同时，美国是结构陶瓷生产大国，更是结构陶瓷最大的消费国。其中较大的结构陶瓷生产商是括Coors Tec公司和康宁公司。Coors Tec技术陶瓷公司是美国技术陶瓷市场最大的供应商，生产各种精密陶瓷部件、电真空陶瓷、半导体工业用陶瓷基板和半导体设备用陶瓷部件，其中Coors Tec在半导体设备用超高纯碳化硅陶瓷的全球市场拥有较高份额；康宁公司是晶圆陶瓷、光电材料、高性能特种玻璃、玻璃纤维、光缆以及汽车尾气过滤器等产品的供应商，特别是在蜂窝陶瓷技术和生产方面，康宁公司处于全球领先地位。目前，美国已将新型陶瓷材料如纳米陶瓷技术、陶瓷装甲、环保陶瓷、核电用陶瓷、透光透波陶瓷等制备技术作为优先发展方向，且已取得重大进展。其中，20世纪70年代美国陆军实验室和Raytheon公司开展了透明ALON的研究，使得Raytheon在20世纪末成为唯一可以生产高质量ALON陶瓷的公司。而后，Surmet公司获得了技术转让，并通过无压烧结和热等静压烧结实现了批量化大尺寸AlON陶瓷的生产及工程化应用。美国赛瑞丹公司(Ceradyne)每年给美国军方提供的防弹陶瓷装甲达到10亿美元以上。![]()
欧州在功能陶瓷领域优势明显。欧洲从事陶瓷材料研究和开发的主要国家(如德国、法国、英国、意大利等)在航天航空所需的耐高温抗烧蚀陶瓷基复合材料(如 Cf/SiC、SiCf/SiC)，超高温陶瓷(ZrB2-SiC、HfB2-SiC)占有优势，欧洲在机械装备领域先进陶瓷处于领先地位，产业重点为应用在发电设备中的新型材料技术，如陶瓷活塞盖、排气管里衬、涡轮增压转子和燃气轮转子等。德国：赛琅泰克公司(Ceram Tec)是德国最大的技术陶瓷公司，其先进陶瓷产品包括工业、医疗两大类，医疗产品专注于医疗植入陶瓷件，工业产品下游覆盖汽车、航空、机械、电子、化工等领域。此外德国还有一批专业的中小型陶瓷原料公司如Starck公司、烧结设备公司如FCT公司。法国：圣戈班是一家法国公司，世界百强企业之一。在先进陶瓷领域，圣戈班陶瓷材料事业部隶属于高功能解决方案全球事业部，主要从事各种先进陶瓷材料的研发生产，涵盖多个业务单元。英国：摩根公司(Morgan)是全球化的先进材料企业，产品涉及热产品、碳与技术陶瓷两块。其中热产品部门又由热陶瓷、熔融金属两大业务板块构成；碳与工业陶瓷部门则分为电子碳素、密封件轴承，以及技术陶瓷三块。瑞典：世界轴承巨头SKF公司是在20世纪80年代末期，开始研发和生产采用陶瓷材料的轴承和密封件产品，2023年SKF在中国第50万颗应用于新能源汽车行业的陶瓷球轴承正式下线。瑞典Sandvik有先进的陶瓷刀具生产线，生产Al2O3基、Si3N4基，以及晶须增韧Al2O3陶瓷刀具。研制成功的SiC晶须增韧Al2O3陶瓷刀具Al2O3+SiCw，晶须的加入使 Al2O3基陶瓷的断裂韧性提高两倍多, 同时保留了很高的硬度，这种刀具投入市场，使Al2O3基陶瓷刀具能够进军对高硬材料有冲击力的加工。![]()
日本在陶瓷粉体、先进陶瓷材料的产业化和民用领域方面占据领先地位，日资企业在全球先进陶瓷领域占据约50%的市场份额。日本自二十世纪八十年代以来，将先进陶瓷的研发制造放在国际竞争中的战略性地位，不断加大投资力度。在电子陶瓷、光导纤维、高韧性陶瓷、陶瓷敏感原件、泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑胶复合陶瓷、高性能陶瓷电池和陶瓷发动机部件等领域均处于国际领先地位。与美国对比，日本先进陶瓷在功能陶瓷领域研究首屈一指，同时在陶瓷粉体的研究与应用也具有较强的竞争优势。全球高端功能陶瓷粉体市场大多由日本企业垄断，如Sakai化学、NCI化学、日本德山等。从目前的市场格局来看，在陶瓷粉体市场，AlN粉体日本德山一家独大，占据全球75%的市场份额；氮化硅粉体方面，日本宇部、电气化学走在前列。在高性能MLCC陶瓷粉体方面，日系厂商（例如村田）根据大容量（10μF以上）的需求，在D50为100纳米的湿法BaTiO3基础上添加稀土金属氧化物改性，制造成高可靠性的X7R陶瓷粉料，最终制作出10μF－100μF小尺寸（如0402、0201等）MLCC。从全球先进陶瓷产业发展来看，日本的先进陶瓷产业链覆盖较为全面。与此同时，日本孕育了众多在各自领域内具有显著话语权的陶瓷业巨头，诸如京瓷、村田、东芝、日本特殊陶业公司、NGK、昭和电工等知名企业。特别是京瓷与村田等，作为年销售额高达千亿级别的先进陶瓷领域的跨国公司，它们在全球范围内均展现出了非凡的影响力和重要地位。![]()
俄罗斯在先进陶瓷的研究开发和生产方面，基础扎实，设施齐全。近些年，俄罗斯在高温陶瓷材料、透波陶瓷、陶瓷复合基材料制备及加工技术、陶瓷3D打印技术方面具有领先优势。据了解，俄罗斯国家科学技术大学的材料科学家曾经研制出一种氰化铪陶瓷，理论上能承受4200℃高温。在此之前，世界上公认的最耐高温、最难熔化的人造物质是钽铪碳化物。另外，俄罗斯采用SHS法（自蔓燃高温合成技术）合成的化合物已多达700种，位居世界领先地位。2022年，俄罗斯等国家积极探索核热推进技术、旋转爆震发动机技术，高温合金材料、增材制造、高温陶瓷复合材料等发展。同年4月，俄罗斯科学院西伯利亚分院强度物理与材料科学研究所的研究人员开发出一种独特的陶瓷复合材料，该材料硬度与金刚石相当，可承受高达2700℃的高温，未来可应用于高超声速飞行器热端部件、火箭发动机和其他高温环境运行的多种设备。8月，据俄罗斯《消息报》网站报道，俄罗斯工程师在世界上首次开发出了用陶瓷制造火箭发动机的技术，这种发动机比金属发动机更耐高温，因而效率更高。此外，俄罗斯科学院西伯利亚分院强度物理学与材料科学研究所科研人员开发出了一种能自我修复缺陷的陶瓷复合材料，新材料主要是为高能系统和高速飞机提供热保护。陶瓷3D打印技术方面，早在2006年，俄罗斯托木斯克理工大学学生借助3D打印技术研制了小型人造卫星Tomsk-TPU-120。该卫星是世界上第一个由大学生自主研制的利用3D打印技术制造的航天器，并成功登上了国际空间站，装置的外壳利用的是热塑性3D打印技术，电池组是通过氧化锆陶瓷3D打印制作而成，续航能力更强。![]()
我国的先进陶瓷行业起步较晚，自20世纪80年代开始，历经多个国家级科研项目如“六五”“七五”“八五”攻关计划，以及“863”“973”“科技支撑”和“科技部重大专项”等的大力投入与研发，我们成功攻克了高效发动机中高温陶瓷关键零部件的技术难题。在此过程中，陶瓷材料的组成设计、晶界工程、气压烧结、热压烧结、热等静压烧结以及净尺寸成型等关键技术也取得了显著进展。这些努力使得我国在随后的几十年里，在精尖陶瓷制备技术研发和产业化方面取得了重大突破和丰硕成果。目前，国内先进陶瓷产业分布主要集中在广东、江苏、山东，江西、湖南、浙江、河南、河北等地。其中广东、江苏、山东三省的先进陶瓷产业集中度高，在技术和产品方面竞争力较强。- 江苏的宜兴、苏州、常州等地在精密纺织陶瓷、化工用结构陶瓷、汽车尾气净化用蜂窝陶瓷、环保陶瓷、以及陶瓷轴承和陶瓷滤波器等领域具有优势。
- 广东先进陶瓷产业占据优势地位，特别是在功能陶瓷和中高端结构陶瓷与生物陶瓷领域，已拥有六家先进陶瓷上市公司。
- 山东的淄博和潍坊为工业陶瓷聚集区，拥有100余家工业陶瓷企业和五大类工业陶瓷产品，包括耐磨陶瓷内衬、环保陶瓷、陶瓷缸套和球阀、透波石英陶瓷和Si3N4陶瓷、反应烧结SiC陶瓷。
随着中国在泛半导体、新能源等领域全球制造地位日益提高，以及国家大力推动新材料发展，先进陶瓷的市场需求也在不断扩大，产业向高端化发展，也孕育出一批实力企业正走上国际舞台，例如国瓷材料、三环集团、中材高新、风华高科等等。此外，国内从事先进结构陶瓷及其陶瓷复合材料研究与开发的高等院校和科研院所已达近100家，为企业发展在一定程度上提供了技术支撑。以清华大学、上海硅酸盐研究所为代表的研究单位，它们所研制的透明透波陶瓷、激光陶瓷、超高温陶瓷、超低温陶瓷、防弹陶瓷、陶瓷切削刀具、高温陶瓷基复合材料的性能都接近或达到国际先进水平，许多技术和产品已实现产业化。谢志鹏等：国际先进结构陶瓷研发及产业化应用发展状况注：图片非商业用途，存在侵权告知删除！进粉体产业交流群请加中国粉体网编辑部微信：18553902686
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