中國粉體網(wǎng)訊 隨著現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，先進陶瓷已逐步成為新材料的重要組成部分，成為許多高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵材料。
據(jù)統(tǒng)計，先進陶瓷產(chǎn)業(yè)每年以8%左右的增長速度高速發(fā)展，全球先進陶瓷產(chǎn)業(yè)已達到萬億級的市場規(guī)模。但從陶瓷產(chǎn)業(yè)價值鏈來看，我國先進陶瓷許多企業(yè)和產(chǎn)品仍處于中低端，日、美、歐則占據(jù)了中高端市場。尤其是日本，在先進陶瓷的研制與應用領(lǐng)域居于巨大領(lǐng)先地位。
日本先進陶瓷發(fā)展現(xiàn)狀
首先，各個國家、部委、聯(lián)盟、協(xié)會、學會、智庫等對于先進陶瓷的定義及范圍都不同，我國一般對先進陶瓷定義是：采用高純度、超細人工合成或精選的無機化合物為原料，具有精確的化學組成、精密的制造加工技術(shù)和結(jié)構(gòu)設計，并具有優(yōu)異的力學、聲、光、熱、電、生物等特性的陶瓷，是由金屬元素（Al、Zr、Ca等）和非金屬元素（O、C、Si、B等）組成的氧化物或非氧化物，由離子鍵和共價鍵共同結(jié)合的陶瓷材料。
日本對于先進陶瓷的定義、分類和范圍與國內(nèi)有所不同。先進陶瓷在日本最接近的定義叫做精細陶瓷（FineCeramic，F(xiàn)C），其將精細陶瓷分為原始粉末和部件材料，定義與應用與國內(nèi)也存在一些差別。
日本于1982年在通商產(chǎn)業(yè)省（現(xiàn)為經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省）下設立了FC室，并于同年成立了精細陶瓷協(xié)會（現(xiàn)為日本精細陶瓷協(xié)會，JFCA）。日本精細陶瓷的定義：經(jīng)過嚴密組分、構(gòu)造、形狀等控制工藝構(gòu)成，在某個階段歷經(jīng)高溫操作的無機非金屬產(chǎn)品以及原料中間體；精細陶瓷分為：原料粉末（FC原料）和部件材料（FC部材）；FC原料定義：對不定形原料（原料粉末、化學成分、粉體物性等作為指標構(gòu)成交易對象）分別按其組分加以分類統(tǒng)計。但特定形態(tài)的原料（單晶體，纖維，晶須等物理形態(tài)構(gòu)成主要交易賣點）不歸為此類。FC原料分為兩類：“氧化物材料”和“非氧化物材料”；FC部材：根據(jù)使用的領(lǐng)域，大致分為電磁、光學、機械、熱學、核電相關(guān)、化學、生命/生物及生活文化、通用和其他部材等。
整體來說，日本“精細陶瓷”與我國“先進陶瓷”的概念相通性極大，本文暫以“先進陶瓷”進行概述。
自20世紀80年代以來，日本在先進陶瓷材料科研、制備方面占有領(lǐng)先、突出的地位，在電子陶瓷、光導纖維、高韌性陶瓷等先進陶瓷材料方面，日本均處于領(lǐng)先地位。日本生產(chǎn)的先進陶瓷敏感元件已占據(jù)國際市場主要份額，包括熱敏、壓敏、磁敏、氣敏、光敏等在內(nèi)的各種先進陶瓷產(chǎn)品壟斷著大部分市場；在泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑膠復合陶瓷以及各種先進陶瓷材料與陶瓷部件研發(fā)，高性能陶瓷電池、陶瓷發(fā)動機等研發(fā)開發(fā)方面，也均處于領(lǐng)先地位。隨著多年來在先進陶瓷領(lǐng)域的技術(shù)積累，日本誕生了一大批在行業(yè)內(nèi)擁有重要話語權(quán)的大型陶瓷企業(yè)，例如日本京瓷、村田、東芝、日本特殊陶業(yè)、NGK、昭和電工等等，特別是日本京瓷和村田等年銷售達千億級的先進陶瓷跨國公司在全球具有重要影響力。目前，日資企業(yè)在全球先進陶瓷領(lǐng)域市場份額達50%左右。
紡織設備陶瓷部件，來源：京瓷
日本的陶瓷粉體生產(chǎn)技術(shù)在全球范圍內(nèi)也首屈一指，誕生了一批以生產(chǎn)陶瓷粉料聞名的企業(yè)，并牢牢占據(jù)了全球陶瓷粉體的高端市場。例如在許多高端的Al2O3陶瓷產(chǎn)品方面，晶粒細小、結(jié)構(gòu)均勻、機電性能和耐磨性好Al2O3陶瓷零部件所使用的Al2O3粉末由日本企業(yè)把控；在高性能MLCC陶瓷粉體方面，日系廠商可以根據(jù)訂單要求，在100nm的鈦酸鋇基礎上改性，最終可制成小尺寸（0402、0201等）、大容量（10~100μF）的MLCC。此外，著名陶瓷粉體企業(yè)還有生產(chǎn)高性能Si3N4粉末的日本宇部興產(chǎn)株式會社，生產(chǎn)高導熱基板用AlN陶瓷粉的德山曹達，生產(chǎn)高分散性細粒度的高純氧化鋁的住友化學等等。
MLCC陶瓷粉體全球供應格局
相比之下，我國對陶瓷粉料的制備仍未引起足夠的重視，多種陶瓷粉料尚無專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，許多企業(yè)不得不“自產(chǎn)自銷”，因此在粉料質(zhì)量上仍存在較大的波動，同時，粉體的高效分散技術(shù)也存在較大差距。
除以上外，日本在陶瓷生產(chǎn)設備方面也有很強的實力，從而使日本的先進陶瓷全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的極為成熟、先進。
日本何以在先進陶瓷領(lǐng)域稱霸世界
先進陶瓷官方記錄的應用發(fā)展始于德國，其1905年率先開始氧化鋁刀具的研究，1912年首款氧化鋁刀具在英國誕生。日本并不是最早開發(fā)先進陶瓷的國家，但是最后卻在該領(lǐng)域獨領(lǐng)風騷，它是如何做到的？
1.政策大力支持
新材料產(chǎn)業(yè)被國際上認為是21世紀最具發(fā)展?jié)摿Σξ磥戆l(fā)展有著巨大影響的產(chǎn)業(yè)，日本政府十分重視新材料技術(shù)的發(fā)展，重點把開發(fā)新材料列為國家高新技術(shù)的第二大目標。同時日本新材料政策把目標放到全球市場，因此，日本選擇的重點是市場潛力巨大和高附加值的新材料領(lǐng)域。
鑒于先進陶瓷作為新材料的重要分支及在工業(yè)發(fā)展中的特殊地位，日本將先進陶瓷的發(fā)展提到戰(zhàn)略高度來認識，并投入巨資制訂了專門的研究計劃來促進其發(fā)展，以保持其在先進陶瓷領(lǐng)域的全球領(lǐng)先地位。例如，日本通產(chǎn)省精細陶瓷研究與開發(fā)的“陽光計劃”、“通用技術(shù)計劃”等。
2.注重長期的國家科學技術(shù)基本計劃
以日本陶瓷協(xié)會電子材料部發(fā)布的日本電子陶瓷發(fā)展路線圖來看，其可以精準的將未來電子陶瓷的科學計劃和技術(shù)方向布局到未來25年。
日本電子陶瓷發(fā)展路線圖
3.重視基礎研究
日本十分重視新材料的基礎研究。日本為了給未來的科學技術(shù)進步打下基礎，以保證在之后的尖端技術(shù)中發(fā)揮其主導作用，日本認識到基礎研究的重要性，特別是新材料方面的研究。為此，日本建立大批新材料研究所，著重對電子、新材料、生物工程等方面開展研究活動。例如日本國立物質(zhì)材料研究所（National Institute for Material Science，NIMS），由日本國家金屬研究所（成立于1956年）和國家無機材料研究所（成立于1966年），這兩個國家研究開發(fā)機構(gòu)合并而來，作為獨立行政機構(gòu)進行材料科學的基礎研究和開發(fā)。NIMS的使命是“從材料研究創(chuàng)造未來”，研究方向包括金屬、半導體、超導體、陶瓷、有機材料和納米材料等等，涵蓋電子、光學、涂料、燃料電池、催化劑、生物技術(shù)等范圍的應用。
4.較早實施高效的產(chǎn)官學研合作機制
在競爭劇烈的時代，日本很多企業(yè)認識到，為了縮短開發(fā)周期，為了企業(yè)的生存，應共同進行研究，共同生產(chǎn)。
因此，日本企業(yè)對新材料的開發(fā)較早的采取了產(chǎn)學結(jié)合或企業(yè)間合作的體制。產(chǎn)學結(jié)合就是企業(yè)與學校結(jié)合，例如1984年住友電氣公司和一所大學就開發(fā)新材料方面進行了合作研究，成功地開發(fā)出瞬時合成燒結(jié)精細陶瓷的方法。
5.可靠的情報調(diào)研
材料的情報工作是提高研發(fā)效率、節(jié)省時間、人力、資金、確定技術(shù)發(fā)展周期、規(guī)避已有技術(shù)設計、尋找關(guān)鍵技術(shù)空白、避免專利侵權(quán)，同時掌握競爭對手發(fā)展情況的手段。觀察國內(nèi)的一些情報分析情況和國外相比，還是存在一定差距，包括日本在內(nèi)的國外材料情報工作已經(jīng)形成了體系和協(xié)作分工，很多情報調(diào)研都是由行業(yè)協(xié)會或者學會定期進行組織幾百位科學家、企業(yè)家、研究員等共同來完成，所以情報的可靠性、有效性、及時性等都比較好。
日本材料領(lǐng)域的報告
小結(jié)
日本開始主導全球先進陶瓷市場時，我國對先進陶瓷的研究才剛剛起步，至今他們依舊風光。縱觀日本先進陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可以發(fā)現(xiàn)日本始終重視科學的頂層設計，無論是政府還是企業(yè)對未來發(fā)展都有著清晰、長遠的計劃，并長期堅持投入極大的精力與激情，這或許是他們成功的關(guān)鍵，也是我們一直以來所欠缺的。
參考來源：
[1]宋濤等.國內(nèi)外先進陶瓷發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
[2]宋錫濱.新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展之我見——先進陶瓷研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
[3]張偉儒等.先進陶瓷材料研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
[4]鄭四華等.高技術(shù)陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展評價及戰(zhàn)略研究
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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