60年代以來，隨著計算機、微電子工業的發展，美日等國優先開發以電子陶瓷為主的功能陶瓷。傳統的陶瓷和日用陶瓷、建筑陶瓷、電瓷等是采用粘土類及其它天然礦物原料經過粉碎加工、成型、燒結等過程而得到的器具，由于它使用的原料主要是硅酸鹽礦物，所以歸屬于硅酸鹽類材料。

    新型陶瓷材料定義

    傳統陶瓷是以粘土為主要原料燒制而成，其成分中含硅酸鹽。相對于傳統陶瓷材料而言，新型陶瓷材料指用精制高純人工合成的無機化合物為原料，采用精密控制工藝燒結而制成的高性能陶瓷，是新型無機非金屬材料。新型陶瓷是不含硅酸鹽的化合物陶瓷，如由氧化物、碳化物、氨化物、硼化物、硅化物、硫化物或其它無機非金屬材料制成的陶瓷。此外，還有在陶瓷中摻入金屬的金屬陶瓷和以金屬纖維或無機非金屬纖維的增強陶瓷。

    新型陶瓷功能及分類

    新型陶瓷不同的化學組成和組織結構決定了它不同的特殊性質和功能，如高強度、高硬度、高韌性、耐腐蝕、導電、絕緣、磁性、透光、半導體以及壓電、光電、電光、聲光、磁光等。由于性能特殊，這類陶瓷可作為工程結構材料和功能材料應用于機械、電子、化工、冶煉、能源、醫學、激光、核反應、宇航等方面。

    我國新型陶瓷材料在各個領域中得到廣泛的應用，通常把它們劃分成兩類：結構陶瓷和功能陶瓷。

    結構陶瓷又稱工程陶瓷，主要利用陶瓷的強度、剛度、韌性、耐磨性、硬度、疲勞強度等力學性能的陶瓷材料，主要種類有高強度陶瓷、（超）高溫陶瓷、（超）低溫陶瓷、高韌性陶瓷、超硬度陶瓷和納米陶瓷等。

    功能陶瓷是利用陶瓷的電磁光聲熱等性能及其藕合效應的陶瓷材料，主要種類有電子陶瓷、敏感陶瓷、光學陶瓷、生物陶瓷、磁性陶瓷和超導陶瓷等。

    新型陶瓷材料的環境效應

    在全球氣候變暖的背景下，以低能耗、低污染為基礎的低碳經濟成為全球熱點。在當前低碳浪潮到來的時代，陶瓷行業發展低碳經濟己經成為一種必然的選擇，低碳、環保、綠色陶瓷產品己成為陶瓷行業普遍追求的目標。

    原料節能降耗

    坯料及釉料是陶瓷工業中主要的生產原料，新型陶瓷的配方設計中選用無硫或低硫，避免燒成過程中因生成大量硫氧化物而造成環境污染；在既可滿足坯釉料化學組能夠保證其工藝性能的前提下，盡量不用或少用含碳素和有機物較多的原料，燒成過程中因大量碳氧化物的產生而影響環境。

    工藝的節能

    為了研究具有高性能低耗能的新型陶瓷材料，新工藝、新技術的研究開發是很重要的，是發展高性能新型陶瓷的關鍵環節，因此近年來無論是成型方法還是燒結工藝技術都有新的進展：

    （l）無模成形技術。無模成形技術是一種板料的柔性加工工藝，基本無需模具或只需簡單模具。該技術成本低，周期短，節省能源，顯著提高塑性成形的精度和效率。

    （2）近凈成形技術。凈成形技術是指零件成形后，僅需少量加工或不再加工，就可用作機械構件的成形技術。它改造了傳統的毛坯成形技術，使得成形的機械構件具有精確的外形、高的尺寸精度、形位精度和好的表面粗糙度。

    （3）內高壓成形技術。節約能耗、降低排放是航空航天領域及汽車工業應對全球能源危機和環保壓力的主要措施。采用輕質材料通過瓷磚薄型化、瓷磚輕質化，是實現結構輕量化的主要手段，而內高壓成形是生產輕質復雜零件的理想方法。

    （4）陶瓷窯爐的低碳技術。采用低溫快燒技術、一次燒成技術、微波輔助氣體燒成技術、富氧燃燒技術、高溫空氣燃燒技術、余熱回收利用技術、窯爐結構優化、高效的保溫材料和涂層技術等技術。

    （5）陶瓷窯爐的減排技術。微波輔助燒成減排，通過電磁場直接對物體內部加熱，不像傳統方法，熱能通過物體表面間接傳入物體內部，故其熱效率很高，燒結時間短，因此可大大降低能耗達到節能減排效果。

    成品的節能

    多孔陶瓷具有很好的隔熱保溫效果，主要是由于它有較高的氣孔率和較低的基體導熱系數，由此可以將它應用在各種防止熱輻射的場合，它在保溫節能方面的突出特點，使從環保和節能兩方面來說多多應用都是很有利的。納米陶瓷材料具有更高的耐久性和抗彎強度、斷裂韌性，應用于建筑業將具有更高耐久性的特點，節省建筑成本。

    綠色陶瓷是指合理利用自然資源，在生產制作過程中無環境污染能耗低，在使用時無害于人類健康的陶瓷產品，如無鉛無福低溫陶瓷制品、抗菌保健陶瓷等，具有環保、抗菌、保健、節能和節水的特性。新型綠色節能陶瓷市場發展潛力無限，資料顯示，建筑陶瓷產量每年以38%的速度遞增，近3年連續保持在5400萬件以上；日用瓷的產量也超過100億件。全國326家衛生陶瓷廠產品，平均一級品率只占20%左右，多數企業在30% ~ 60%之間，且屬中低檔產品多。目前我國己初步建立起了以節能50%為目標的建筑節能設計標準體系，部分地區執行更高的65%節能標準，通過對新型陶瓷的推廣和利用，建筑節能也將取得顯著成效。

    小結

    當前功能陶瓷發展的趨勢可以歸納為以下幾個特點：復合化，多功能化，低維化、智能化和設計、材料、工藝一體化，智能材料是功能陶瓷發展的更高階段，它是人類社會的需求和現代科學技術發展的必然結果。陶瓷產業方面，創意陶瓷產業逐漸發展，是低碳經濟下陶瓷產業轉型的一條特色之路。

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責任編輯：殷鵬飛

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