日本在材料科學(xué)領(lǐng)域一直走在世界的前沿，特別是在高技術(shù)陶瓷材料方面占有領(lǐng)先、突出的地位。一般來看，日本和歐美乃至中國在陶瓷材料研究方面水平相差并不大，但在新型陶瓷材料的產(chǎn)業(yè)方面日本在世界上占有絕對領(lǐng)先的優(yōu)勢。盡管日本近幾年來經(jīng)濟(jì)停滯不前，新型陶瓷材料沒有能象預(yù)想的那樣在汽車工業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，但是近５年來陶瓷產(chǎn)業(yè)的平均遞增率接近６％，１９９８年度日本陶瓷的總產(chǎn)量接近１．７兆日元。
日本名古屋工業(yè)技術(shù)研究所是國家級的研發(fā)機(jī)構(gòu)，它的研發(fā)很大程度上帶有試驗性和前瞻性。該所在高技術(shù)陶瓷方面研究的動向是：具有協(xié)同結(jié)構(gòu)的陶瓷材料；具有納米晶粒的超級金屬；具有清潔環(huán)境減少污染的陶瓷材料；生物陶瓷；具有超塑性的陶瓷；電子工業(yè)應(yīng)用的氧化物陶瓷；與能源相關(guān)的陶瓷；輕質(zhì)材料等。生物陶瓷方面，該所研究開發(fā)的重點(diǎn)方向之一是人工合成陶瓷關(guān)節(jié)材料，由于陶瓷與人類的骨頭組織具有一定的親和性，與金屬人工關(guān)節(jié)相比，陶瓷人工關(guān)節(jié)具有更大的市場前景。
為解決陶瓷材料的脆性問題，該所開發(fā)出陶瓷與鈦合金的復(fù)合技術(shù)，通過技術(shù)處理，在鈦合金內(nèi)植入羥基磷灰石陶瓷，實現(xiàn)二種材料的復(fù)合，其工業(yè)化實驗正在進(jìn)行之中。環(huán)境陶瓷的研究是目前特種陶瓷研究的一個主要方向，該所正在開發(fā)的另一種新型材料是通過多孔結(jié)構(gòu)及表面物理性能的調(diào)整，可實現(xiàn)空氣濕度的調(diào)控，作為一種智能建筑材料，有可能在未來的智能房屋中得到應(yīng)用。另一技術(shù)是利用一種合成陶瓷粉料，用于化工行業(yè)中酸氣的排除，通過反應(yīng)塔，該粉料與廢氣中鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物可以回收再利用，這項環(huán)保技術(shù)正在中試。日本發(fā)展高技術(shù)陶瓷的戰(zhàn)略步驟，首先是用來制造日用生活品和某些發(fā)熱元件，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)榇罅堪l(fā)展高技術(shù)陶瓷產(chǎn)品及精密元件。如日立公司最初采用陶瓷薄膜磁頭，既降低產(chǎn)品成本，又提高了磁頭的錄音、演奏與消磁性能。緊接著正式向市場投放陶瓷光盤，產(chǎn)品已成功打入東南亞、西歐與美國市場。日本生產(chǎn)的陶瓷剪刀、米酒加熱器、陶瓷手術(shù)刀、人造陶瓷關(guān)節(jié)及陶瓷滾珠圓珠筆等，在印尼、泰國、新加坡與馬來西亞很受歡迎。日本京都陶瓷公司還開始采用高技術(shù)陶瓷研制汽車用陶瓷發(fā)動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)零件。采用陶瓷粉末涂敷的汽車零件已大批走入市場，大大提高了汽車的工作性能。
除發(fā)展高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料外，日本非常重視研制表面薄膜陶瓷材料，除應(yīng)用于機(jī)械、化工領(lǐng)域外，也成功生產(chǎn)出覆蓋陶瓷薄膜的金屬工藝品。
此外，如泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑膠復(fù)合陶瓷、陶瓷粉末潤滑劑及各種精細(xì)陶瓷材料與元件等方面，日本都處于領(lǐng)先地位。
日本陶瓷工業(yè)之所以能形成如此強(qiáng)大的優(yōu)勢，是與以下因素分不開的：其一，日本有很多從事材料的生產(chǎn)和研究的大公司，這些公司的中心研究所擁有先進(jìn)的實驗設(shè)備和一大批優(yōu)秀的技術(shù)力量；其二，日本的其他工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)，國內(nèi)新型陶瓷材料的需求市場較大；其三，日本政府多年來啟動了不少大型陶瓷應(yīng)用開發(fā)科研項目來鞏固其陶瓷產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢。
納米復(fù)合陶瓷
從２０世紀(jì)８０年代末起，日本大力開展納米復(fù)合陶瓷的研究。研究集中在納米級氧化物陶瓷，主要有Ｍｇ０－ＳｉＣ系、Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ系、Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ系等等。與一般復(fù)合陶瓷不同的是，彌散相的晶粒很小，直徑一般小于１００納米，彌散分布在直徑為微米大的母相晶粒內(nèi)和晶界之間。Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ納米復(fù)合陶瓷的抗彎強(qiáng)度比Ａｌ２Ｏ３單體提高近３倍。納米復(fù)合陶瓷不僅在常溫下具有很高的強(qiáng)度，其高溫強(qiáng)度性能也明顯提高。近來，雙向納米復(fù)合陶瓷和納米壓電復(fù)合陶瓷是引人注目的新方向。
梯度功能材料
梯度功能材料（ＦＧＭ）不同于傳統(tǒng)的復(fù)合材料，其成分或結(jié)構(gòu)在材料的一端（面）向另一端（面）逐漸變化。這一概念是在研究和開發(fā)用于航天飛機(jī)和火箭的高溫結(jié)構(gòu)材料的過程中產(chǎn)生，現(xiàn)在發(fā)展到刀具材料、電子材料、生物材料、光學(xué)材料等各個領(lǐng)域。從１９８７年到現(xiàn)在，日本政府（通產(chǎn)省和文部省）共資助５個與ＦＧＭ研究相關(guān)的大型科研項目，其總金額達(dá)１億美元以上。除大學(xué)和國立研究所以外，日本不少有名的公司參加了ＦＧＭ材料的研究開發(fā)，主要在研究和開發(fā)以熱障涂層材料為主的高溫耐熱材料、刀具材料、熱電轉(zhuǎn)換材料等方面取得了進(jìn)展。十幾年的研究結(jié)果表明ＦＧＭ材料開發(fā)的關(guān)鍵在于其制備工藝。在已經(jīng)開發(fā)出的十多種工藝中，等離子體噴射法、氣相沉積法（ＣＶＤ）、粉末冶金法（ＰＭ）具有較明顯的優(yōu)勢，得到廣泛的應(yīng)用。
陶瓷超塑性變形及其加工
1985年日本名古屋工業(yè)技術(shù)研究所若井博士等人首先發(fā)現(xiàn)陶瓷超塑性現(xiàn)象。這一突破性的發(fā)現(xiàn)影響很大，陶瓷超塑性研究先后在日美德各國得到開展。日本文部省也將陶瓷超塑性列為重點(diǎn)研究項目，大力支持陶瓷超塑性方面的基礎(chǔ)研究。近來，日本學(xué)者從研究晶界結(jié)構(gòu)和成分入手在陶瓷超塑性理論研究上開展了很多工作。陶瓷超塑性不僅作為新的理論研究課題在日本受到重視，同時日本也對陶瓷超塑性加工工藝開展了一些應(yīng)用型研究工作。
Ｓｙｎｅｒｇｙ陶瓷
Ｓｙｎｅｒｇｙ陶瓷是一個比較抽象的概念，表示能在同一材料里實現(xiàn)多種性能的共存或互補(bǔ)的高性能復(fù)合陶瓷。但是，對于普通復(fù)合材料來說往往是一項性能指數(shù)的改善會導(dǎo)致另一項性能指數(shù)下降。從廣義上來看，Ｓｙｎｅｒｇｙ陶瓷的概念與結(jié)構(gòu)和功能一體化比較接近。名古屋工業(yè)技術(shù)研究所和日本精細(xì)陶瓷中心是開展Ｓｙｎｅｒｇｙ陶瓷研究開發(fā)的基礎(chǔ)。兼有高強(qiáng)度（１４００ＭＰａ）和高韌性（１２Ｍｐａ·ｍ ）的世界最高級強(qiáng)韌性Ｓｉ３Ｎ４陶瓷和高熱傳導(dǎo)性（１２０Ｗ／ｍｋ）的Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的成功開發(fā)是其代表性成果。
日本名古屋工業(yè)技術(shù)研究所是國家級的研發(fā)機(jī)構(gòu)，它的研發(fā)很大程度上帶有試驗性和前瞻性。該所在高技術(shù)陶瓷方面研究的動向是：具有協(xié)同結(jié)構(gòu)的陶瓷材料；具有納米晶粒的超級金屬；具有清潔環(huán)境減少污染的陶瓷材料；生物陶瓷；具有超塑性的陶瓷；電子工業(yè)應(yīng)用的氧化物陶瓷；與能源相關(guān)的陶瓷；輕質(zhì)材料等。生物陶瓷方面，該所研究開發(fā)的重點(diǎn)方向之一是人工合成陶瓷關(guān)節(jié)材料，由于陶瓷與人類的骨頭組織具有一定的親和性，與金屬人工關(guān)節(jié)相比，陶瓷人工關(guān)節(jié)具有更大的市場前景。
為解決陶瓷材料的脆性問題，該所開發(fā)出陶瓷與鈦合金的復(fù)合技術(shù)，通過技術(shù)處理，在鈦合金內(nèi)植入羥基磷灰石陶瓷，實現(xiàn)二種材料的復(fù)合，其工業(yè)化實驗正在進(jìn)行之中。環(huán)境陶瓷的研究是目前特種陶瓷研究的一個主要方向，該所正在開發(fā)的另一種新型材料是通過多孔結(jié)構(gòu)及表面物理性能的調(diào)整，可實現(xiàn)空氣濕度的調(diào)控，作為一種智能建筑材料，有可能在未來的智能房屋中得到應(yīng)用。另一技術(shù)是利用一種合成陶瓷粉料，用于化工行業(yè)中酸氣的排除，通過反應(yīng)塔，該粉料與廢氣中鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物可以回收再利用，這項環(huán)保技術(shù)正在中試。日本發(fā)展高技術(shù)陶瓷的戰(zhàn)略步驟，首先是用來制造日用生活品和某些發(fā)熱元件，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)榇罅堪l(fā)展高技術(shù)陶瓷產(chǎn)品及精密元件。如日立公司最初采用陶瓷薄膜磁頭，既降低產(chǎn)品成本，又提高了磁頭的錄音、演奏與消磁性能。緊接著正式向市場投放陶瓷光盤，產(chǎn)品已成功打入東南亞、西歐與美國市場。日本生產(chǎn)的陶瓷剪刀、米酒加熱器、陶瓷手術(shù)刀、人造陶瓷關(guān)節(jié)及陶瓷滾珠圓珠筆等，在印尼、泰國、新加坡與馬來西亞很受歡迎。日本京都陶瓷公司還開始采用高技術(shù)陶瓷研制汽車用陶瓷發(fā)動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)零件。采用陶瓷粉末涂敷的汽車零件已大批走入市場，大大提高了汽車的工作性能。
除發(fā)展高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料外，日本非常重視研制表面薄膜陶瓷材料，除應(yīng)用于機(jī)械、化工領(lǐng)域外，也成功生產(chǎn)出覆蓋陶瓷薄膜的金屬工藝品。
此外，如泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑膠復(fù)合陶瓷、陶瓷粉末潤滑劑及各種精細(xì)陶瓷材料與元件等方面，日本都處于領(lǐng)先地位。
日本陶瓷工業(yè)之所以能形成如此強(qiáng)大的優(yōu)勢，是與以下因素分不開的：其一，日本有很多從事材料的生產(chǎn)和研究的大公司，這些公司的中心研究所擁有先進(jìn)的實驗設(shè)備和一大批優(yōu)秀的技術(shù)力量；其二，日本的其他工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)，國內(nèi)新型陶瓷材料的需求市場較大；其三，日本政府多年來啟動了不少大型陶瓷應(yīng)用開發(fā)科研項目來鞏固其陶瓷產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢。
納米復(fù)合陶瓷
從２０世紀(jì)８０年代末起，日本大力開展納米復(fù)合陶瓷的研究。研究集中在納米級氧化物陶瓷，主要有Ｍｇ０－ＳｉＣ系、Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ系、Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ系等等。與一般復(fù)合陶瓷不同的是，彌散相的晶粒很小，直徑一般小于１００納米，彌散分布在直徑為微米大的母相晶粒內(nèi)和晶界之間。Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ納米復(fù)合陶瓷的抗彎強(qiáng)度比Ａｌ２Ｏ３單體提高近３倍。納米復(fù)合陶瓷不僅在常溫下具有很高的強(qiáng)度，其高溫強(qiáng)度性能也明顯提高。近來，雙向納米復(fù)合陶瓷和納米壓電復(fù)合陶瓷是引人注目的新方向。
梯度功能材料
梯度功能材料（ＦＧＭ）不同于傳統(tǒng)的復(fù)合材料，其成分或結(jié)構(gòu)在材料的一端（面）向另一端（面）逐漸變化。這一概念是在研究和開發(fā)用于航天飛機(jī)和火箭的高溫結(jié)構(gòu)材料的過程中產(chǎn)生，現(xiàn)在發(fā)展到刀具材料、電子材料、生物材料、光學(xué)材料等各個領(lǐng)域。從１９８７年到現(xiàn)在，日本政府（通產(chǎn)省和文部省）共資助５個與ＦＧＭ研究相關(guān)的大型科研項目，其總金額達(dá)１億美元以上。除大學(xué)和國立研究所以外，日本不少有名的公司參加了ＦＧＭ材料的研究開發(fā)，主要在研究和開發(fā)以熱障涂層材料為主的高溫耐熱材料、刀具材料、熱電轉(zhuǎn)換材料等方面取得了進(jìn)展。十幾年的研究結(jié)果表明ＦＧＭ材料開發(fā)的關(guān)鍵在于其制備工藝。在已經(jīng)開發(fā)出的十多種工藝中，等離子體噴射法、氣相沉積法（ＣＶＤ）、粉末冶金法（ＰＭ）具有較明顯的優(yōu)勢，得到廣泛的應(yīng)用。
陶瓷超塑性變形及其加工
1985年日本名古屋工業(yè)技術(shù)研究所若井博士等人首先發(fā)現(xiàn)陶瓷超塑性現(xiàn)象。這一突破性的發(fā)現(xiàn)影響很大，陶瓷超塑性研究先后在日美德各國得到開展。日本文部省也將陶瓷超塑性列為重點(diǎn)研究項目，大力支持陶瓷超塑性方面的基礎(chǔ)研究。近來，日本學(xué)者從研究晶界結(jié)構(gòu)和成分入手在陶瓷超塑性理論研究上開展了很多工作。陶瓷超塑性不僅作為新的理論研究課題在日本受到重視，同時日本也對陶瓷超塑性加工工藝開展了一些應(yīng)用型研究工作。
Ｓｙｎｅｒｇｙ陶瓷
Ｓｙｎｅｒｇｙ陶瓷是一個比較抽象的概念，表示能在同一材料里實現(xiàn)多種性能的共存或互補(bǔ)的高性能復(fù)合陶瓷。但是，對于普通復(fù)合材料來說往往是一項性能指數(shù)的改善會導(dǎo)致另一項性能指數(shù)下降。從廣義上來看，Ｓｙｎｅｒｇｙ陶瓷的概念與結(jié)構(gòu)和功能一體化比較接近。名古屋工業(yè)技術(shù)研究所和日本精細(xì)陶瓷中心是開展Ｓｙｎｅｒｇｙ陶瓷研究開發(fā)的基礎(chǔ)。兼有高強(qiáng)度（１４００ＭＰａ）和高韌性（１２Ｍｐａ·ｍ ）的世界最高級強(qiáng)韌性Ｓｉ３Ｎ４陶瓷和高熱傳導(dǎo)性（１２０Ｗ／ｍｋ）的Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的成功開發(fā)是其代表性成果。
