先进陶瓷走了100多年，在市场站稳了吗？

景点排名 2025年10月12日 03:18 0 aa

先进陶瓷是在多个国民经济重要领域中发挥着重要作用的关键基础材料。先进陶瓷材料属于陶瓷材料的一种。陶瓷材料具备优良材料特性，与金属材料、高分子材料并列为当代“三大固体材料”。

先进陶瓷拥有远超传统材料的优良性能。

相较于传统材料，先进陶瓷材料在性能方面展现出巨大的潜力，主要体现在以下三个方面：

1）先进陶瓷材料具有优异的性能特点，涵盖了力学、化学、机械和热学等多个性能。

2）先进陶瓷材料相较于传统材料蕴含更强大的实用功能，例如，化学方面的功能、超导体功能等，这些特性可以更加充分地应用于工业产品中。

3）先进陶瓷材料在改变某种组成或者掺杂后，性能也会发生相应变化。在这一过程中，主要采用的原材料包括氧化铝、二氧化硅、氧化镁等。

此外，先进陶瓷的优良物理、化学和生物等性能与普通陶瓷有极大差别，这主要源自其原材料、制造工艺和精加工过程的更高技术标准，具体对比如下：

全球先进陶瓷发展历史悠久，研发与工业化生产已经有超过100年的时间。二十世纪八十年代以来，先进陶瓷在全球得到突飞猛进的发展。

根据弗若斯特沙利文数据，2021年全球先进陶瓷市场规模达到3,818亿元，其中先进结构陶瓷为1,067亿元，占比28%。

数据来源：弗若斯特沙利文

先进陶瓷的优良性能使其在市场大放光彩。

（1）汽车领域：

汽车发动机上的运用：

随着汽车工业不断地发展，先进陶瓷材料正广泛运用于汽车工业设计领域中。美国在陶瓷材料设计中，有极多数的氧化铝陶瓷材料是运用在机械中的，这也是先进陶瓷材料受到认可并持续发展的原因之一。在汽车发动机方面，对其性能要求极高。在柴油发动机中需要将燃油消耗降低到特定标准，因此需要使用先进陶瓷材料。

来源：富乐华DBA陶瓷基板

使用耐热合金制造的发动机所需的起动温度低于先进陶瓷材料，这意味着在高温工作条件下，先进陶瓷材料能够促进燃料更好地燃烧，达到更高的利用效率，同时减少排放废气，对环境保护起到积极作用，实现了提高利用效率和环境保护的双重目标。

由于先进陶瓷材料具有较低的热传导性，发动机的自身能量也能更有效地保留，进一步提高了能源利用效率，从而在一定程度上延长了发动机的使用寿命。因此，先进陶瓷材料在汽车工业中的运用不仅能够提升发动机性能，还有助于提高能源效率，降低排放，实现更可持续的汽车工业发展。

汽车传感器上的运用：

先进陶瓷材料在汽车传感器领域同样取得了显著的成效，然而在应用时必须充分考虑汽车特有的环境，包括极端的高低温、排放的废气等等。这就需要这些材料具有轻质、广泛的输出范围以及可实现循环利用的特点。同时，以先进陶瓷材料制造的传感器可以集成到高级监控系统中，在轮胎漏气或轮胎压力不稳定时自动发出警报。这些创新的应用显著增强了汽车的安全性能。

图片来源：美程科技传感器系列

（2）航天航空领域：

航空发动机的运用：

随着各种新型材料出现，先进陶瓷材料被广泛运用于航空航天工业中。然而，航空航天领域对先进陶瓷材料的要求更加严格，因为航空操作在极恶劣环境下进行，需要充分利用先进陶瓷材料的耐高温、高强度、高硬度、抗腐蚀和高熔点等特性。航空发动机是航空领域最关键的核心部件，对使用周期的要求非常高。航空发动机基本都以燃气为动力，其工作温度越高，效率越高。因此，提高发动机的推重并降低燃料消耗是至关重要的。

在这种背景下，陶瓷基复合材料和结构陶瓷材料成为发动机材料制备的首选。陶瓷基复合材料用在发动机中，能够承受高温、抗腐蚀，并且具有较好的抗冲击性能等特点。这种改进使得飞机发动机的寿命显著提升，大幅提高了涡轮前温度。另一方面，结构陶瓷材料能够优化发动机部件的结构，使其更加紧凑，从而在高温环境下节省其他金属材料的使用。因此，航空航天领域对先进陶瓷材料的需求十分迫切。

航天防热系统的运用：

火箭、飞行器和导弹在飞行时通常具有相当高的速度，这导致其表面温度升高，从而提升了对防热系统的需求。在大气层飞行中，导弹的速度极高，常规的铝合金等材料难以满足需求，因此需要更多类型的先进陶瓷材料以实现优异的防热性能。美国的研究表明，陶瓷复合材料的耐温可达到1700℃。航天飞机的机翼前缘和前门等部位需要承受超过1250℃的高温，因此需要使用能够耐受高温的先进材料。

根据资料显示，日本的飞机Hope-x使用陶瓷复合材料作为平面翼板和曲面翼板的防热保护系统；法国则将陶瓷复合材料应用于Hermes飞行器的盖板隔热层。这些成功案例充分验证了先进陶瓷材料在高温环境下的耐久性，也使得应用后的航天设备更加稳定、安全，也将在未来数年内推动航空航天制造业对陶瓷复合材料的需求增加。

（3）军工领域：

防弹衣的运用：

在军工领域，新材料的运用不仅将推动新技术和新材料的进一步发展，也将广泛应用于军事装备的创新。在军用服装方面，防弹衣主要由衣套和防弹层两部分组成。衣套通常采用基本纤维制成，注重舒适性和穿着效果。防弹层的材料不仅包括先进陶瓷材料，还包括其他材料的混合，如金属和尼龙材料等，以确保在统一状态下提供保护，同时在个体活动时也能发挥防护作用。防弹层主要在危险情况下提供阻隔和缓冲作用，尤其在胸部和肺部。这一功能的实现是依托于在制作防弹衣时运用到的碳化硅、氧化铝等先进陶瓷材料。相较于传统材料，先进陶瓷材料的摩擦系数较低，并具有优异的导电性能。这使其广泛应用于抗冲击、轻便耐用的防弹衣上。

防弹装甲的运用：

在应用先进陶瓷材料于防弹装甲时，对其硬度、密度、强度和微观结构等性能有极高的要求。防弹陶瓷材料中常用的有四种：碳化硼、碳化硅、氧化铝和纤维复合陶瓷材料。在军事装备中，对结构防护要求较高，以追求快速移动性能为主要目标。纤维复合陶瓷材料的应用能有效抑制陶瓷体积缺陷，增强材料的韧性和强度，从而增加军事装备的防弹性能。

中国先进陶瓷市场空间巨大、前景良好。

日本在先进陶瓷的产业化和工业、民用领域应用方面占据领先地位，日资企业在全球先进陶瓷领域占据约50%的市场份额。日本自二十世纪八十年代以来，将先进陶瓷的研发制造放在国际竞争中的战略性地位，不断加大投资力度。在电子陶瓷、光导纤维、高韧性陶瓷、陶瓷敏感原件、泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑胶复合陶瓷、高性能陶瓷电池和陶瓷发动机部件等领域均处于国际领先地位。欧洲在机械装备领域先进陶瓷处于领先地位，产业重点为应用在发电设备中的新型材料技术，如陶瓷活塞盖、排气管里衬、涡轮增压转子和燃气轮转子等。

自2020年以来，随着中国在泛半导体、新能源等领域全球制造地位日益提高，以及国家大力推动新材料发展，先进陶瓷的市场需求也在不断扩大，产业向高端化发展。现阶段，我国先进陶瓷技术研究领域广泛，部分理论研究已接近国际主流水平；一些产品逐渐加入国际市场竞争，企业将对高精尖、高附加值产品的研究开发作为发展重要抓手。中国先进陶瓷市场起步较晚，先进结构陶瓷目前国产替代率仍然不高，但发展势头迅猛，国产替代前景良好，国产替代市场空间巨大。

参考来源：

1. 翁世雯等，先进陶瓷材料在工业产品中的应用

2. 巨潮资讯网，珂玛科技、富乐华、美程科技等公司公开资料