吳建鋒 冷光輝

（武漢理工大學材料科學與工程學院，湖北武漢430070）

0 引言

隨著現(xiàn)代高新技術的發(fā)展，工業(yè)陶瓷已逐步成為新材料的重要組成部分，成為許多高技術發(fā)展的重要關鍵材料，已引起各工業(yè)發(fā)達國家的極大關注。由于其特定的精細結構和其高強、高硬、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、導電、絕緣、磁性、透光、半導體以及壓電、鐵電、聲光、超導、生物相容等一系列優(yōu)良性能被廣泛地應用于國防、化工、冶金、電子、機械、航空、航天、生物醫(yī)學等國民經(jīng)濟的各個領域。隨著現(xiàn)代科學技術對材料性能的要求越來越高，工業(yè)陶瓷材料便發(fā)揮著越來越重要的作用，其發(fā)展在很大程度上制約著其它工業(yè)的發(fā)展和進步。因此工業(yè)陶瓷的研究及其應用開發(fā)狀況是體現(xiàn)一個國家國民經(jīng)濟綜合實力的重要標志之一，也是國民經(jīng)濟新的增長點。在未來若干年內(nèi)工業(yè)陶瓷材料無論是品種還是質(zhì)量，產(chǎn)值的發(fā)展速度都會很快。

我國工業(yè)陶瓷研究和生產(chǎn)起步較晚，與國際先進水平還存在一些差距，這必須引起我們的重視，特別是科研工作者的重視。我們必須認清當前工業(yè)陶瓷的發(fā)展趨勢及我國工業(yè)陶瓷發(fā)展中存在的問題，采取科學合理的對策，努力將我國工業(yè)陶瓷的科研水平和生產(chǎn)能力提高到一個新的臺階。

1 當前國內(nèi)外形勢

1.1 科研方面

由于工業(yè)陶瓷在工業(yè)發(fā)展中的特殊地位，一些發(fā)達國家均將工業(yè)陶瓷的發(fā)展提到戰(zhàn)略的高度來認識，并投入巨資制訂專門的研究計劃來促進其發(fā)展，以確保這些國家在國民經(jīng)濟實力和軍事領域方面稱雄世界。比較著名的有日本通產(chǎn)省精細陶瓷研究與開發(fā)的“月光計劃”；300kW陶瓷燃氣輪機研制計劃；美國的“脆性材料設計”等十大計劃[1]；美國聯(lián)邦計劃“先進材料與材料設備”中每年用于材料研究與工程費高達20～25億美元[2]，以提高其國際上的競爭力；歐共體包括德、法、英等若干國家也采取了一些發(fā)展新材料的相應措施，如“尤里卡計劃”等。我國政府對工業(yè)陶瓷的發(fā)展也非常重視，國家863計劃，高技術產(chǎn)業(yè)示范化工程項目等重大研究計劃都給予工業(yè)陶瓷相關研究項目以支持。

1.2 市場化方面

近幾年世界工業(yè)陶瓷發(fā)展十分迅猛，應用范圍和潛在市場不斷擴大。美國陶瓷工業(yè)部門的統(tǒng)計數(shù)字顯示，美國、日本、西歐的工業(yè)陶瓷市場年平均增長率為12％，其中西歐工業(yè)陶瓷市場總值年平均增長率達15～18％。美國工業(yè)陶瓷市場總值年平均增長率9.9％。日本精細陶瓷協(xié)會對日本工業(yè)陶瓷市場進行了預測，其年平均增長率為7.2％。在大多數(shù)工業(yè)發(fā)達國家經(jīng)濟活力（GDP增長）均很低（約2～4％）和其它工業(yè)增長率都很小的情況下，工業(yè)陶瓷已經(jīng)長期保持很高的增長率，這表明工業(yè)陶瓷產(chǎn)業(yè)是充滿發(fā)展活力，具有廣闊發(fā)展前景的十分活躍的朝陽工業(yè)，且其發(fā)展將對其它工業(yè)部門的發(fā)展起到推動和促進作用[1]。目前工業(yè)陶瓷最大市場在日本（表1）和美國（表2），其次是西歐等國，工業(yè)陶瓷的最大應用是電子陶瓷，其次耐磨部件，再次是機加工刀具，還有宇航軍事用耐溫部件及特種涂料。

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，高技術工業(yè)陶瓷的市場空間巨大。預計到2015年，中國高技術工業(yè)陶瓷的市場需求每年將達到450億元[3]，其中相當一部分的需求出現(xiàn)在化工、石油、電子，環(huán)保、新能源等工業(yè)領域。在中國工業(yè)陶瓷產(chǎn)業(yè)比較發(fā)達的地區(qū)，如江西萍鄉(xiāng)、江蘇宜興、廣東佛山、山東淄博等地，一些技術水平比較高的企業(yè)已經(jīng)開始涉足高技術陶瓷的研發(fā)和生產(chǎn)，在有些產(chǎn)品上已經(jīng)形成一定規(guī)模。如覆膜陶瓷管、多孔陶瓷膜等化工陶瓷產(chǎn)品的產(chǎn)量和技術都達到一定水平。

中國加入WTO為中國工業(yè)陶瓷產(chǎn)品走向國際市場創(chuàng)造了良機。目前國內(nèi)工業(yè)陶瓷產(chǎn)品的技術開發(fā)已有較強的依托，工業(yè)陶瓷主要生產(chǎn)廠家都得到了國內(nèi)大專院校和工程技術單位的協(xié)作及支持，這為參與國際競爭打下了良好的基礎，某些產(chǎn)品質(zhì)量已達到國際貿(mào)易商檢標準。因此，產(chǎn)業(yè)具有一定的商業(yè)競爭能力，況且我們的產(chǎn)量與國際市場的需求量相比，還有很大的發(fā)展空間[4]。但是，我國出口的工業(yè)陶瓷產(chǎn)品種類主要還是以瓷質(zhì)規(guī)整填料、散裝填料和瓷球為主，進口品種則主要是蜂窩陶瓷等特種產(chǎn)品。也就是說，我國工業(yè)陶瓷的生產(chǎn)現(xiàn)狀還不容樂觀，我們的生產(chǎn)設備還很落后，自動化水平還很低，技術也有待進一步發(fā)展。所以，在國際市場上我們還是靠大宗的一般性產(chǎn)品去競爭，這種以資源換取國際市場的做法實際上是后患無窮的。因此，應加強這一行業(yè)中資源優(yōu)勢與技術進步的結合，增強技術競爭能力。但是，工業(yè)陶瓷產(chǎn)品的開發(fā)和檢測是涉及多學科的高技術產(chǎn)業(yè)，不可能一蹴而就。所以，要隨著國家整體經(jīng)濟的發(fā)展和技術開發(fā)的深入，根據(jù)實際情況從行業(yè)中適當部分入手，逐步使其轉(zhuǎn)變?yōu)楦呒夹g產(chǎn)業(yè)。中國的工業(yè)陶瓷產(chǎn)品大規(guī)模地走向國際市場還尚待時日，強化行業(yè)規(guī)范、加強產(chǎn)品質(zhì)量保證體系、提高產(chǎn)品技術含量，特別是培訓和建立一支有效的、高水平的國際商貿(mào)隊伍，形成行業(yè)的整體競爭實力尤為重要。

表1 日本工業(yè)陶瓷市場規(guī)模（單位：億日元）Tab.1 The market size of industrial ceram ics in Japan

表2 美國工業(yè)陶瓷市場規(guī)模（單位：百萬美元）Tab.2 The market size of industrial ceram ics in the United States

2 存在的問題和對策

2.1 存在的問題

雖然我國工業(yè)陶瓷發(fā)展取得了很大進步，科研投入也在逐步增大，有近百家科研院所和高等院校參與工業(yè)陶瓷的研究與開發(fā)，每年完成的科研成果上百項，發(fā)表論文千余篇，全國從事工業(yè)陶瓷生產(chǎn)的大小企業(yè)約千余家，但生產(chǎn)能力仍無法滿足市場的需求。我國工業(yè)應用領域的高技術陶瓷產(chǎn)品基本來自國外，如日本、美國等；產(chǎn)品研發(fā)速度慢，國外已經(jīng)應用成熟的產(chǎn)品在國內(nèi)還處于研發(fā)階段；整個產(chǎn)業(yè)的裝備水平落后，開發(fā)高技術陶瓷所需的大型制造工藝體系不完整。在日本，光是開發(fā)制造高技術陶瓷生產(chǎn)裝備的企業(yè)就有400多家，而國內(nèi)這樣的企業(yè)很少。另外，上游的技術研發(fā)與支撐體系也不完善，技術研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化脫節(jié)的情況還很嚴重。與發(fā)達國家相比，我國工業(yè)陶瓷的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展尚存在以下問題。

（1）企業(yè)生產(chǎn)技術和管理較落后，仍是勞動密集型行業(yè)。我國的這一行業(yè)到目前為止也還是勞動密集型行業(yè)，是以傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)為主，所以，整個行業(yè)中生產(chǎn)方式落后的小企業(yè)占到全行業(yè)的70～80％。缺乏像日本的NGK公司、美國的康寧公司等大型工業(yè)陶瓷企業(yè)及具有強大生命力的拳頭產(chǎn)品，企業(yè)受資金、技術、設備等因素的制約相當嚴重。這些企業(yè)不但小，而且管理落后，只能生產(chǎn)規(guī)格單一、牌號陳舊的老式產(chǎn)品，資源浪費、能源浪費明顯，嚴重阻礙著我國工業(yè)陶瓷生產(chǎn)的發(fā)展。

（2）產(chǎn)學研銜接存在較多問題。實驗室內(nèi)材料性能較高，但規(guī)?；a(chǎn)和應用較落后，產(chǎn)品性能不夠穩(wěn)定。研究工作往往只重視實驗室工作，而忽視中間試驗及工程化技術和產(chǎn)業(yè)化工作的研究，使得許多科研成果被束之高閣，技術擴散環(huán)節(jié)不利。一些研究工作局限于某一種材料、工藝、部件或某些關鍵技術研究，而與之配套的整體技術、生產(chǎn)設備、制造工藝等基礎研究往往被忽視，這樣有可能在某些關鍵技術上可達到國際先進水平，但與之配套的一般技術問題卻得不到解決，從而使本身很有價值的成果得不到應用。

（3）缺乏統(tǒng)籌的宏觀市場調(diào)控和技術交流。重復性的研究工作較多，一些相近的生產(chǎn)線更是一哄而上，使得有限的財力、物力過于分散，市場混亂。如近幾年我國對環(huán)保要求日益加強，汽車尾器凈化器用蜂窩陶瓷日漸受寵，各地蜂擁而上，出現(xiàn)了許多年產(chǎn)幾萬、十幾萬立升蜂窩陶瓷生產(chǎn)廠家，各生產(chǎn)線均達不到經(jīng)濟規(guī)模，成本高，加上許多廠家技術不夠成熟，產(chǎn)品性能較差，缺乏與國外產(chǎn)品的競爭力。隨著我國加入世貿(mào)組織，國外產(chǎn)品的涌入，勢必使得這些小企業(yè)步履艱難，難以維持生產(chǎn)，甚至破產(chǎn)。再如陶瓷刀具、泡沫陶瓷等的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展也存在類似的問題。

（4）新上生產(chǎn)線及新建企業(yè)的論證及工程設計、建設等不規(guī)范，為以后的生產(chǎn)造成一些難以克服的困難。最近，隨著納米材料的研究與發(fā)展，超細粉體的制備已顯重要，國內(nèi)出現(xiàn)了幾家投資規(guī)模較大的超細粉體制備企業(yè)。但由于缺乏對市場容量的調(diào)查與論證，超越市場需求上規(guī)模、上檔次，甚至超越資金能力擴大投資，結果產(chǎn)品成本高、市場銷路不暢，企業(yè)開工嚴重不足，投巨資上的先進設備處于閑置狀態(tài)，企業(yè)處于進退兩難地步。

（5）企業(yè)缺乏科研風險投資意識。工業(yè)陶瓷相對于日用陶瓷和建筑衛(wèi)生陶瓷是一個高技術含量、高附加值的產(chǎn)業(yè)。由于技術含量高其產(chǎn)業(yè)化風險較大，國內(nèi)許多企業(yè)不愿投資進行其產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究，一些投入巨資興建的工業(yè)陶瓷生產(chǎn)廠家，由于技術不配套或開發(fā)力度不夠而不能達到預想的生產(chǎn)規(guī)模。產(chǎn)品單一，制備成本較高，缺乏市場競爭力。

2.2 應采取的對策

（1）對小、散、落后的企業(yè)進行整頓，以大企業(yè)為中心組建股份制企業(yè)集團或以其它形式進行規(guī)?；芾?，進行相對來說較有規(guī)模的生產(chǎn)，形成整體競爭優(yōu)勢已較為適宜。這樣可以在技術進步上發(fā)展得再快些，并達到相對規(guī)范、集中管理、避免亂挖濫采、節(jié)省資源的目的。

（2）加強產(chǎn)學研聯(lián)合和科研成果向生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的中間試驗環(huán)節(jié)的發(fā)展，促進科研開發(fā)成果的轉(zhuǎn)化。

產(chǎn)學研聯(lián)合方面，目前，在我國一方面科研成果束之高閣的現(xiàn)象嚴重，另一方面企業(yè)又缺乏新的技術支持，來開發(fā)新產(chǎn)品、增加產(chǎn)品規(guī)格品種，提高產(chǎn)品的技術含量，完善其使用功能，提高質(zhì)量降低成本等等，以保持企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。產(chǎn)學研聯(lián)合是科研開發(fā)成果轉(zhuǎn)化的有效途徑，目前存在的一些問題主要是聯(lián)合各方利益關系沒有理清。要通過政府部門的組織，界定工作內(nèi)容及側(cè)重點，使聯(lián)合各方充分發(fā)揮其自身特長，共同完成成果轉(zhuǎn)化任務，最后共同受益。針對我國產(chǎn)學研聯(lián)合的實際，對合作中實驗室設備的共用，人員交流和相互兼職，科技成果的轉(zhuǎn)移，知識產(chǎn)權的分享都應有明確的規(guī)定，解決好合作三方的知識產(chǎn)權和利益分配問題，尋求三方共同發(fā)展的利益驅(qū)動機制。

中間試驗環(huán)節(jié)方面，國內(nèi)外的經(jīng)驗教訓證明，研究開發(fā)和實際生產(chǎn)過渡環(huán)節(jié)是科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的關鍵，中間試驗階段的重要性和投人均要遠遠高于研究開發(fā)階段，只有經(jīng)過中間試驗環(huán)節(jié)，實驗室的科研成果才能推廣，同時企業(yè)也渴望接受較成熟和把握較大的科研成果，以降低投資風險。

（3）建立工業(yè)陶瓷工程化技術研究中心和產(chǎn)業(yè)促進機構

如前所述，研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化間的中間過渡環(huán)節(jié)很薄弱，研究開發(fā)的科技成果不能有效地轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，相當一部分產(chǎn)業(yè)化項目因缺少中間試驗環(huán)節(jié)而不成功。國際上工業(yè)發(fā)達國家解決這一問題的辦法是建立專門的工程技術研究中心和產(chǎn)業(yè)促進機構（企業(yè)孵化器－Business Incubator），如美國的Alfred大學的先進陶瓷工程中心及Rutgers大學的先進陶瓷研究中心，日本的精細陶瓷中心等。目前在國家的支持下已建立了一批工業(yè)陶瓷方面的重點實驗室，但這些重點實驗室大多數(shù)只是進行一些工業(yè)陶瓷制備中的一些關鍵技術的實驗室研究，尚缺乏中間實驗條件及工程化技術研究條件，對企業(yè)情況及市場了解也很少。迫切需要組建工業(yè)陶瓷工程技術研究中心和企業(yè)孵化器，通過“產(chǎn)、學、研”結合和多方合作，將大專院校和科研院所的先進成果和獨特技術與市場需求及企業(yè)條件結合起來，進行工程化技術研究，使其達到產(chǎn)業(yè)化，加快科技成果轉(zhuǎn)化，促進工業(yè)陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并通過技術咨詢、技術服務、工程設計等規(guī)范相關企業(yè)。促進行業(yè)進步，促進相關領域及國防工業(yè)發(fā)展，提高我國的綜合國力。

（4）政府行政部門和行業(yè)協(xié)會積極發(fā)揮其管理職能和宏觀調(diào)控作用

發(fā)達國家如美國的國防部、國家宇航局、能源部，日本的通產(chǎn)省和工業(yè)科技廳以及歐洲共同體等都對工業(yè)陶瓷的研究與開發(fā)工作實施了宏觀與實質(zhì)性的領導，各行業(yè)之間分工協(xié)作，避免了重復研究和投資，合理利用人、財、物。在我國雖然政府工作部門對工業(yè)陶瓷的研究與開發(fā)也傾注了極大的精力，但行業(yè)間相互協(xié)調(diào)不夠，重復立項相當多，尤其是市場前景看好的產(chǎn)品，缺乏必要的制約機制，重復投資重復建設，結果市場魚龍混雜，輕則擾亂市場，重則可能葬送市場。為此，政府行政部門和行業(yè)協(xié)會必須充分發(fā)揮其管理職能和宏觀調(diào)控作用，為我國工業(yè)陶瓷的健康發(fā)展把好航向。

（5）加強相關產(chǎn)業(yè)間的技術交流及滲透

現(xiàn)代技術中的各個領域間都有很多可相互借鑒或互相滲透的東西，一個行業(yè)的發(fā)展也受其它行業(yè)的影響和制約。加強相關行業(yè)間的交流與滲透有利于技術發(fā)展和成果轉(zhuǎn)化以及新產(chǎn)品市場的開拓。工業(yè)陶瓷新產(chǎn)品的開發(fā)，首先是市場的開發(fā)，必須打破行業(yè)界限，拓展視野，大膽開發(fā)目前采用其它材料而又存在許多問題的應用領域，通過行業(yè)間的共同努力，促進工業(yè)陶瓷的發(fā)展。

3工業(yè)陶瓷發(fā)展趨勢

我國汽車、化工、環(huán)保、信息、能源等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是推動工業(yè)陶瓷發(fā)展的根本力量，工業(yè)陶瓷必須滿足產(chǎn)業(yè)日益苛刻的要求，而導致材質(zhì)和品種、結構和功能的多樣化發(fā)展。目前環(huán)保和新能源已成為當前關注的焦點，在這兩個行業(yè)工業(yè)陶瓷都扮演著重要角色，環(huán)保和新能源行業(yè)的高速發(fā)展，必將推動工業(yè)陶瓷的高速發(fā)展。如“十二五”期間，節(jié)能環(huán)保方面，我國將部署1000套蓄熱式熱力垃圾焚燒爐（RTO），其核心部件便是蜂窩陶瓷，其需求量在5萬～10萬m3/年；冶金和煉鋼行業(yè)的節(jié)能蓄熱室需要的蜂窩陶瓷在8萬m3/年；在煙氣處理，水處理等行業(yè)對陶瓷過濾管，過濾球及陶瓷膜的需求量也在不斷增加。新能源方面，我國將部署4000MW的太陽能熱發(fā)電站，用于蓄熱的陶瓷產(chǎn)品在24萬m3以上，其SiC吸熱器及陶瓷輸熱管道的需求量也極其巨大。預計未來僅節(jié)能環(huán)保和新能源領域?qū)I(yè)陶瓷的需求量在千億元以上。因此，我們要立足現(xiàn)實，既要加強化工瓷，電瓷等傳統(tǒng)強項的發(fā)展，又要抓住機遇，加強工業(yè)陶瓷在新領域，新行業(yè)的研究和發(fā)展。

此外，在以下幾個方面還需要加強研發(fā)和市場化推廣力度。

（1）工程結構陶瓷，如陶瓷切削刀具、陶瓷機械零件、陶瓷熱機材料；（2）功能陶瓷，如陶瓷基板材料、微波陶瓷介質(zhì)材料、壓電陶瓷、電容器陶瓷材料、PTC熱敏陶瓷、氣敏和濕敏陶瓷、超導材料；（3）生物陶瓷。

這些高技術工業(yè)陶瓷將在國民生產(chǎn)中起到越來越重要的作用，也會占到越來越多的市場份額，代表著未來工業(yè)陶瓷的發(fā)展方向。

1李安明，王樹海.我國工業(yè)陶瓷產(chǎn)業(yè)化存在的問題及對策.陶瓷工程，1999，33（5）：44～47

2江蘇省工商業(yè)聯(lián)合會工業(yè)陶瓷同行商會.關于宜興工業(yè)陶瓷發(fā)展的調(diào)查報告.江蘇經(jīng)濟報，2008，3，28（B03）

3張木早.國內(nèi)高技術工業(yè)陶瓷靠進口.中國化工報，2009，11，26（007）

4賈正平.工業(yè)陶瓷生產(chǎn)縱橫談.河北陶瓷，2001，29（1），32