陶瓷轴套、陶瓷防弹片……湖南省陶瓷研究所内，样式繁多、功能多样的先进陶瓷元件让参观者感到惊奇。陶瓷产品不再是传统观念的锅碗瓢盆，氧化锆、氧化铝、碳化硅等陶瓷新材料产品已应用到医疗器械、精密仪器、航空航天、手机配件等领域。

陶瓷是以粘土为主要原料，并与其他天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得 的材料以及各种制品，是陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无 机非金属矿物为原料的人工工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼、 成形、煅烧而制成的各种制品。陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物，因此它与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业同属于“硅酸盐工业”的范畴。

按陶瓷的制备技术和应用领域分类，可分为传统陶瓷材料和先进陶瓷材料。先进陶瓷，按化学成分可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷等。

1.氧化物陶瓷

氧化物陶瓷材料的原子结合以离子键为主，存在部分共价键，因此具有许多优良的性能。大部分氧化物具有很高的熔点，良好的电绝缘性能，特别是具有优异的化学稳定性和抗氧化性，在工程领域已得到了较广泛的应用。

氧化铝陶瓷制备方面，目前商用的方法有拜耳法、化学法、烧结片状刚玉法及电熔刚玉法，其中拜耳法应用最为广泛。氧化铝陶瓷目前可应用于机械领域耐磨器件、电力领域耐高温绝缘结构件、半导体领域陶瓷基板等。

氧化锆的传统应用主要是作为耐火材料、涂层和釉料等的原料，随着对氧化锆相变过程深入了解，在20世纪70年代出现了氧化锆陶瓷增韧材料，使氧化锆陶瓷材料的力学性能获得了大幅度提高，尤其是室温韧性高居陶瓷材料榜首。氧化锆陶瓷凭借优异的力学性能和耐高温性能作为结构材料，广泛应用于机械工程(做陶瓷刀具、量具、轴承、模具、密封件等)、冶金工业(坩埚、 耐火材料、连铸注口、抗压支撑、导辊等)、军事工业(火箭隔热层、防弹装甲板)以 及化学工业、纺织工业、生物工程和日常生活等各方面。

氧化镁陶瓷是典型的新型陶瓷，也属于传统的耐火材料。氧化镁本身对碱性金属溶液有较强的抗侵蚀能力，可稳定工作到 2400℃，因此氧化镁是现代冶金工业先进工艺中的关键材料。所以其应用范围可包括：钢铁、玻璃等冶炼行业中腐蚀 性条件下的坩埚或者其他耐火材料。

2.氮化物陶瓷

氮化物陶瓷是氮与金属或非金属元素造成的陶瓷，是一类重要的结构与功能材料。氮化物陶瓷具有良好的力学、化学、电学、热学及高温物理性能，在冶金、航空、 化工、陶瓷、电子、机械及半导体等行业具有广泛的应用。但许多由氮元素和金属元素构成的氮化物在高温下不稳定，易氧化，因而在自然界不能自由存在，只能靠人工合成。目前主要合成氮化物可分为氮化硼，氮化铝，氮化硅等共价结合型。

氮化硅陶瓷是先进陶瓷中综合性能最好的材料之一，它的电学、热学和机械性质十分优良，在氧化气氛中可使用到 1400℃，在中性或还原性气氛中可使用到 1850℃。它既突出了一般陶瓷材料的坚硬、耐热、耐磨、耐腐蚀的优点，又具备了抗热震好、耐高温蠕变、自润滑好、化学稳定性能佳等优势，还具有相对较低的密度以及低的介电常数、介电损耗等优良的介电性能。人们常常利用它来制造轴承、 气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。

氮化铝作为一种新型陶瓷材料，是近年来新材料领域的研究热点之一。近些年来，随着微电子技术的迅速发展，电子器件日趋多功能、小型化、高集成度大功率的电子器件工作时产生大量热量，为了避免电子器件因过热而失效，需要采用具有高热导率的基片将热量散去。氮化铝具有优良的导热性能，是新一代基片的理想材料，在电子工业中的应用前景十分广阔。使用氮化铝陶瓷为主要原材料制造而成的基板，具有高热导率、低膨胀系数、高强度、耐腐蚀、电性能优、光传输性好等优异特性，是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。

3.碳化物陶瓷

碳化物陶瓷以其优良的高温力学性能、高温抗氧化性能、耐蚀耐磨性能和特殊的电、热学等性能而倍受人们的青睐。目前，碳化物陶瓷的研究热点是纳米级复合材料合成和高温自蔓燃（SHS 法）纳米复相陶瓷。

碳化硅是一种人造材料，SiC 的最初应用是由于其超硬性能，可制备成各种磨削用的砂轮、砂布、 砂纸以及各类磨料，因而广泛应用于机械加工行业。第二次世界大 战中又发现它还可以作为炼钢时的还原剂以及加热元件，从而促进了SiC的快速发展。SiC陶瓷在石油、化工、微电子、汽车、航天、航空、造纸、激光、矿业及原子能等工业领域获得了广泛的应用，碳化硅已经广泛应用于高温轴承、防弹板、喷嘴、高温耐蚀部件以及高温和高频范围的电子设备零部件等领域。

碳化硼陶瓷是仅次于金刚石、立方氮化硼的超硬材料，被广泛的应用于国防、核能、耐磨技术和温差电偶等诸多领域。当前碳化硼陶瓷还存在成本较高、烧结温度高、断裂 韧性低和对金属稳定性差等方面的问题，这些问题制约了碳化硼陶瓷的进一步应用。

4.低膨胀陶瓷

陶瓷材料有不一样的膨胀特性，根据材料热膨胀系数的大小，可将陶瓷材料分为三类，分别是低膨胀类、中膨胀类和高膨胀类。

堇青石材料具有低膨胀特性和低介电性能，还具有良好的耐高温性、化学稳定性等，因此被广泛应用在耐火材料、火焰喷嘴、热交换器和耐热瓷等高温领域。

此外，堇青石陶瓷可应用于汽车尾气净化方面，作为催化剂载体。由于堇青石具有较低的膨胀系数和良好吸附性等特点，堇青石制成的催化剂载体可使催化剂更好地吸附和分散到载体上，而且由于其热导率较低，可以使催化剂快速地达到活化温度，使用效果较佳。

5.生物陶瓷

生物陶瓷，是指用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料，即直接用于人体或与人体相关的生物、医用、生物化学等的陶瓷材料。生物陶瓷不仅具有不锈钢、塑料等所具有的特性，而且具有亲水性，能与细胞等生物组织表现出良好的亲和性，它是材料工业发展的一个新领域，受到世界各国的重视。

生物吸收陶瓷的特点是能部分吸收或者全部吸收，在生物体内能够诱发新生骨的生长。生物活性玻璃主要是由 SiO2、P2O5、CaO、Na2O构成，可以键合到现有的骨组织中，可降解，并通过它们的溶解产物对细胞的作用刺激新骨生长。

生物活性陶瓷中应用最多的是羟基磷灰石，简称 HAp，属表面活性材料，由于生物体硬组织（牙齿、骨）的主要成分是羟基磷灰石，因此有人也把羟基磷灰石陶瓷称为人工骨。它具有生物活性和生物相容性好、无毒、无排斥反应、不致癌、可降解、可与骨直接结合等特点，是一种临床应用价值很高的生物活性陶瓷材料。

近年来，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重要关键材料，备受各工业发达国家的极大关注，其发展在很大程度上也影响着其他工业的发展和进步。

文章来源： 未来智库，新湖南，华声在线，中国军号