日本高技术陶瓷研发走在世界的前沿

来源：CNBM 宣布时间：2004-10-20

    日本在质料科学领域一直走在世界的前沿，特别是在高技术陶瓷质料方面占有领先、突出的职位。一般来看，日本和欧美乃至中国在陶瓷质料研究方面水平相差并不大，但在新型陶瓷质料的工业方面日本在世界上占有绝对领先的优势。尽管日本近几年来经济停滞不前，新型陶瓷质料没有能象预想的那样在汽车工业获得广泛的应用，可是近5年来陶瓷工业的平均递增率接近6％，1998年过活本陶瓷的总产量接近1.7兆日元。

    日本名古屋工业技术研究所是***的研发机构，它的研发很洪流平上带有试验性和前瞻性。该所在高技术陶瓷方面研究的动向是：具有协同结构的陶瓷质料；具有纳米晶粒的超等金属；具有清洁情况减少污染的陶瓷质料；生物陶瓷；具有超塑性的陶瓷；电子工业应用的氧化物陶瓷；与能源相关的陶瓷；轻质质料等。生物陶瓷方面，该所研究开发的重点偏向之一是人工合成陶瓷枢纽质料，由于陶瓷与人类的骨头组织具有一定的亲和性，与金属人工枢纽相比，陶瓷人工枢纽具有更大的市场前景。

     为解决陶瓷质料的脆性问题，该所开发出陶瓷与钛合金的复合技术，通过技术处理，在钛合金内植入羟基磷灰石陶瓷，实现二种质料的复合，其工业化实验正在进行之中�Ｇ榭鎏沾傻难芯渴悄壳疤刂痔沾裳芯康囊桓鲋饕�，该所正在开发的另一种新型质料是通过多孔结构及外貌物理性能的调解，可实现空气湿度的调控，作为一种智能建筑质料，有可能在未来的智能衡宇中获得应用。另一技术是利用一种合成陶瓷粉料，用于化工行业中酸气的排除，通过反应塔，该粉料与废气中盐酸反应，反应产品可以接纳再利用，这项环保技术正在中试。日本生长高技术陶瓷的战略办法，首先是用来制造日用生活品和某些发热元件，然后再转变为大宗生长高技术陶瓷产品及精密元件。如日立公司最初接纳陶瓷薄膜磁头，既降低产品本钱，又提高了磁头的录音、演奏与消磁性能。紧接着正式向市场投放陶瓷光盘，产品已乐成打入东南亚、西欧与美国市场。日本生产的陶瓷剪刀、米酒加热器、陶瓷手术刀、人造陶瓷枢纽及陶瓷滚珠圆珠笔等，在印尼、泰国、新加坡与马来西亚很受接待。日本京都陶瓷公司还开始接纳高技术陶瓷研制汽车用陶瓷发动机、内燃机零件。接纳陶瓷粉末涂敷的汽车零件已大批走入市场，大大提高了汽车的事情性能。

    除生长高温结构陶瓷质料外，日本很是重视研制外貌薄膜陶瓷质料，除应用于机械、化工领域外，也乐成生产出笼罩陶瓷薄膜的金属工艺品。

     别的，如泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑胶复合陶瓷、陶瓷粉末润滑剂及种种精细陶瓷质料与元件等方面，日本都处于领先职位。

    日本陶瓷工业之所以能形成如此强大的优势，是与以下因素分不开的：其一，日本有许多从事质料的生产和研究的至公司，这些公司的中心研究所拥有先进的实验设备和一大批优秀的技术力量；其二，日本的其他工业技术兴旺，海内新型陶瓷质料的需求市场较大；其三，日本政府多年来启动了不少大型陶瓷应用开发科研项目来牢固其陶瓷工业的优势。

    纳米复合陶瓷

    从20世纪80年代末起，日本大力开展纳米复合陶瓷的研究。研究集中在纳米级氧化物陶瓷，主要有M90-SIC系、AL203-SiC系、Si3N4-SIC系等等。与一般复合陶瓷差别的是，弥散相的晶粒很小，直径一般小于100纳米，弥散漫衍在直径为微米大的母相晶粒内和晶界之间。AL203-SiC纳米复合陶瓷的抗弯强度比AL203单体提高近3倍。纳米复合陶瓷不但在常温下具有很高的强度，其高温强度性能也明显提高。近来，双向纳米复合陶瓷和纳米压电复合陶瓷是引人注目的新偏向。

    梯度功效质料

    梯度功效质料(FGM)差别于古板的复合质料，其身分或结构在质料的一端(面)向另一端(面)逐渐变革。这一看法是在研究和开发用于航天飞机和火箭的高温结构质料的历程中爆发，现在生长到刀具质料、电子质料、生物质料、光学质料等各个领域。从1987年到现在，日本政府(通产省和文部省)共资助5个与FGM研究相关的大型科研项目，其总金额达1亿美元以上。除大学和国立研究所以外，日本不少有名的公司加入了FGM质料的研究开发，主要在研究和开发以热障涂层质料为主的高温耐热质料、刀具质料、热电转换质料等方面取得了进展。十几年的研究结果标明FGM质料开发的要害在于其制备工艺。在已经开发出的十多种工艺中，等离子体喷射法、气相沉积法(CVD)、粉末冶金法(PM)具有较明显的优势，获得广泛的应用。

    陶瓷超塑性变形及其加工

    1985年日本名古屋工业技术研究所若井博士等人首先发明陶瓷超塑性现象。这一突破性的发明影响很大，陶瓷超塑性研究先后在日美德各国获得开展。日本文部省也将陶瓷超塑性列为重点研究项目，大力支持陶瓷超塑性方面的基础研究。近来，日本学者从研究晶界结构和身分入手在陶瓷超塑性理论研究上开展了许多事情。陶瓷超塑性不但作为新的理论研究课题在日本受到重视，同时日本也对陶瓷超塑性加工工艺开展了一些应用型研究事情。

    陶瓷

    Synergy陶瓷是一个比较笼统的看法，体现能在同一质料里实现多种性能的共存或互补的高性能复合陶瓷。可是，关于普通复合质料来说往往是一项性能指数的改善会导致另一项性能指数下降。从广义上来看，Synergy陶瓷的看法与结构和功效一体化比较接近。名古屋工业技术研究所和日本精细陶瓷中心是开展Synergy陶瓷研究开发的基础。兼有高强度(1400MPa)和高韧性(12MPa?m)的世界***强韧性Si3N4陶瓷和高热传导性(120W/mk)的Si3N4陶瓷的乐成开发是其代表性结果。

                                                 来源：ng28南宫电子商务网

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