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日本先进陶瓷何以称霸世界

2023-12-16 150

随着现代高新技术产业的快速发展,先进陶瓷已逐步成为新材料的重要组成部分,成为许多高技术领域发展的关键材料。

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据统计,先进陶瓷产业每年以8%左右的增长速度高速发展,全球先进陶瓷产业已达到万亿级的市场规模。但从陶瓷产业价值链来看,我国先进陶瓷许多企业和产品仍处于中低端,日、美、欧则占据了中高端市场。尤其是日本,在先进陶瓷的研制与应用领域居于巨大领先地位。



日本先进陶瓷发展现状


首先,各个国家、部委、联盟、协会、学会、智库等对于先进陶瓷的定义及范围都不同,我国一般对先进陶瓷定义是:采用高纯度、超细人工合成或精选的无机化合物为原料,具有精确的化学组成、精密的制造加工技术和结构设计,并具有优异的力学、声、光、热、电、生物等特性的陶瓷,是由金属元素(Al、Zr、Ca等)和非金属元素(O、C、Si、B等)组成的氧化物或非氧化物,由离子键和共价键共同结合的陶瓷材料。


日本对于先进陶瓷的定义、分类和范围与国内有所不同。先进陶瓷在日本最接近的定义叫做精细陶瓷(FineCeramic,FC),其将精细陶瓷分为原始粉末和部件材料,定义与应用与国内也存在一些差别。


日本于1982年在通商产业省(现为经济产业省)下设立了FC室,并于同年成立了精细陶瓷协会(现为日本精细陶瓷协会,JFCA)。日本精细陶瓷的定义:经过严密组分、构造、形状等控制工艺构成,在某个阶段历经高温操作的无机非金属产品以及原料中间体;精细陶瓷分为:原料粉末(FC原料)和部件材料(FC部材);FC原料定义:对不定形原料(原料粉末、化学成分、粉体物性等作为指标构成交易对象)分别按其组分加以分类统计。但特定形态的原料(单晶体,纤维,晶须等物理形态构成主要交易卖点)不归为此类。FC原料分为两类:“氧化物材料”和“非氧化物材料”;FC部材:根据使用的领域,大致分为电磁、光学、机械、热学、核电相关、化学、生命/生物及生活文化、通用和其他部材等。


自20世纪80年代以来,日本在先进陶瓷材料科研、制备方面占有领先、突出的地位,在电子陶瓷、光导纤维、高韧性陶瓷等先进陶瓷材料方面,日本均处于领先地位。日本生产的先进陶瓷敏感元件已占据国际市场主要份额,包括热敏、压敏、磁敏、气敏、光敏等在内的各种先进陶瓷产品垄断着大部分市场;在泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑胶复合陶瓷以及各种先进陶瓷材料与陶瓷部件研发,高性能陶瓷电池、陶瓷发动机等研发开发方面,也均处于领先地位。随着多年来在先进陶瓷领域的技术积累,日本诞生了一大批在行业内拥有重要话语权的大型陶瓷企业,例如日本京瓷、村田、东芝、日本特殊陶业、NGK、昭和电工等等,特别是日本京瓷和村田等年销售达千亿级的先进陶瓷跨国公司在全球具有重要影响力。目前,日资企业在全球先进陶瓷领域市场份额达50%左右。

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相比之下,我国对陶瓷粉料的制备仍未引起足够的重视,多种陶瓷粉料尚无专业化生产企业,许多企业不得不“自产自销”,因此在粉料质量上仍存在较大的波动,同时,粉体的高效分散技术也存在较大差距。


日本开始主导全球先进陶瓷市场时,我国对先进陶瓷的研究才刚刚起步,至今他们依旧风光。纵观日本先进陶瓷产业的发展,可以发现日本始终重视科学的顶层设计,无论是政府还是企业对未来发展都有着清晰、长远的计划,并长期坚持投入极大的精力与激情,这或许是他们成功的关键,也是我们一直以来所欠缺的。

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