新型陶瓷：不再是易碎品 - 清华大学消息网

　　我们还在磁性陶瓷材料的低温烧结方面开展了一系列开辟性研究，解决了一系列工艺技术和应用的实际问题，发展出了若干种拥有自主知识产权(占有多项发明专利成果)新型片式电感器材料和技术。其成果在山东同方鲁颖电子企业实现了转化，在清华同方公司建立了年产10亿只片式电感器的生产基地，推进了海内片式元件产业的发展。

　　潘伟：我们实验室的研究人员的“陶瓷胶态成型新工艺”课题获得863方案和国家做作科学基金的赞助。通过对该课题的研究，发明了陶瓷水基胶态注射成型新工艺，提出压力引诱陶瓷浓悬浮体固化机制，发明性的实现了陶瓷非塑性浆料的注射成型，战胜了由温度梯度导致的坯体固化不平匀景象。该工艺主动化水平高，成型的陶瓷产品有机物含量低、坯体平均性好、烧结体性能优良、制造成本低。

　　新型陶瓷改陶瓷易碎的旧形象，既坚且韧，有些新型陶瓷则有着很好的弹性，可以制作成陶瓷弹簧。近年来还发现一些陶瓷具有超塑性，断裂前的应变可达到300％左右，这更是传统陶瓷所难以想象的。实验室主任告知我们：“新型陶瓷的应用则更是丰硕多彩。目前新型陶瓷已经成为材料科学与工程方面，异常活跃、极富挑战的前沿研究领域。”

　　而新型陶瓷则采取人工合成的高纯度无机化合物为原料，在严厉节制的前提下经成型、烧结和其余处置而制成拥有必定结晶组织的无机材料。它具有一系列优胜的物理、化学和生物等性能，其利用范畴是传统陶瓷远远不能比拟的，这类陶瓷又称为特种陶瓷或精细陶瓷。

　　该成果的根本特色是不仅仅采用通常的低烧增加剂来下降烧成温度的措施，而是通过高烧结活性的纳米陶瓷先驱体、配合复合烧助剂协同作用，将低温烧结—掌握显微结构—材料改性相联合，设计奇特的材料配方和烧结工艺，达到了低温烧结与性能改良的双重目的，解决了铁氧体材料低温烧结与高性能难以统筹的技术困难，发展出了三大类新型高性能低温烧结铁氧体材料系统，拓展了片式电感类元件的感量、频率和用途空间。

　　近多少年来，通过发展格林函数理论及微扰方式（多重散射理论），本实验室研究职员较系统地对陶瓷基复合材料的显微结构与性能（包含线性、非线性、耦合及非线性耦合性能）之间关系进行了系列理论模仿，构成了描写及猜测材料显微结构─性能定量关联的基础理论框架：颗粒多重散射理论。特殊是在这个框架中，建破了信息功能陶瓷材料的多场耦合效应新理论。该名目重要成果失掉了2005年度国家天然迷信奖二等奖。

　　有些新型陶瓷则有着很好的弹性，可以制造成陶瓷弹簧。近年来还发明一些陶瓷具有超塑性，断裂前的应变可到达300％左右，这更是传统陶瓷所难以设想的。新型陶瓷的运用则更是丰盛多彩。目前新型陶瓷已经成为材料科学与工程方面，无比活泼、极富挑衅的前沿研究领域。

　　在该项目研究进程中，研制成功了国际上第一台胶态注射成型机，并已成功能于多种高技术陶瓷产品的开发和生产。该项目标研究成果中已经获授权的中国发明专利有14项、获受权的适用新型专利有2项。该项目的研究获得了2005年国家技术发明二等奖。

　　在信息功能陶瓷材料及器件的研讨上，咱们缭绕高机能信息功效陶瓷致密化新技巧与把持原理，低温烧结和集成技术，高性能铁性陶瓷及薄膜的组成—构造—功能关系、设计实践跟调控，新型信息功能陶瓷资料系统进行了摸索研究，对相干元器件进行了技术开发。

　　面向电感类元件片式化和集成化工艺的中心技术问题，在国度863打算的支撑下我们对低温烧结铁氧体材料进行了体系的研究，提出并发展了新鲜的软磁铁氧体陶瓷低温烧结技术路线，这项研究的成果取得了2005年度国家技术发现二等奖。

　　起源：《科技日报》2007-11-14

　　我们应用陶瓷胶态成型新工艺结果树立了陶瓷胶态（打针）成型中试基地，研制胜利存在自主常识产权的工艺设备，开发了造纸机全陶瓷脱水元件、高功率金红石陶瓷电容器、超大功率新型复合陶瓷臭氧产生器薄壁管、高性能陶瓷系列微珠等产品。

　　潘老师：是的，日常生活里用到陶瓷的处所良多,清华大学培训，比方我们喝水的陶瓷杯子，地上铺的瓷砖等等都是用陶瓷做的，做这些用处的陶瓷就叫传统陶瓷，传统陶瓷主要是采用自然的岩石、矿物、黏土等材料做原料制成的。

　　记者：潘老师你好，陶瓷在日常生涯里随处可见，那实验室研究的新型陶瓷和日常生活里的陶瓷有什么差别呢？

　　在高性能结构陶瓷及其复合材料的研究上，我们主要围绕高性能陶瓷的结构与组分设计理论、陶瓷工艺与材料性能的牢靠性研究,脆性材料的断裂与损坏机理的研究，极其环境下的陶瓷新材料探索、陶瓷材料的低本钱高性能制备技术，无传染、近净尺寸陶瓷成型技术，新型耐高温、高强度、高韧性，耐腐化、耐磨损陶瓷材料及其部件的成型与烧结制备技术，耐高温低导热陶瓷材料及其热障涂层，透明陶瓷材料及其制备技术等方面发展研究工作。

　■编者按

　　在人们的印象中，陶瓷是一种坚硬但易碎的物体，缺乏韧性，缺乏塑性。当我们的记者走进新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，却发现了陶瓷的“另一面”。

　　近年来，依据常压烧结技术及缺点化学原理，我们研制出细晶、高介、抗还原BaTiO3基陶瓷，为新一代高性能贱金属内电极多层陶瓷电容器薄层化、微型化供给了要害材料技术，在新型贱金属内电极片式多层陶瓷电容器领域领有了多项创造专利成果。高性能低烧多层陶瓷压电变压器及背光电源已在西健康鸿公司实现工业化，这一具备自主知识产权的翻新性成果在国家有关部委及国家863规划的支持下，在西安建立了片式压电变压器出产基地。目前该基地年产值过亿元，对声援西部经济建设施展了主要作用。

　　记者：哦，本来新型陶瓷有着这些巧妙的功能，那新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室主要研究些什么呢？

　　潘伟：我们实验室主要集中在五个方面开展研究工作，一是信息功能陶瓷材料研究，即古代信息通讯技术用微型（片式）电子元器件材料与技术研究；二是高性能结构陶瓷研究，即刻薄环境及精细机械部件用陶瓷材料及加工制作技术；三是陶瓷材料设计与微加工研究，即陶瓷新材料、新结构的设计和陶瓷元器件的微加工技术研究；四是功能复合陶瓷材料研究，即新型陶瓷基复合材料及设计理论；五是能源与环境材料研究，即新型能源与环境友爱材料及工艺。

　　潘伟办公室里最惹人注视的是挂在柜子上的一串色彩斑斓的千纸鹤。岂非潘伟爱做手工？走近一瞧，才看到最大的一只纸鹤上面写着对潘伟老师的新年祝愿，题名是全部学生，下面坠着的每只小纸鹤上都写着一个名字。看来，潘伟的学生缘还真不错。

　　日本的企业家和陶瓷科学家为了转变人们对陶瓷的传统印象，特别把这种高技术陶瓷改制成剪刀和水果刀作为礼品，赠予给公司、企业的客人，称之为永不卷刃、永不生锈、永不磨损的刀具。

　　记者：据我们所知，实验室在重视基本研究的同时，也非常注重科技成果转化及产业化工作，而且在这方面也取得了可观的社会效益和经济效益。

　　记者：环绕上述研究范畴，试验室获得了哪些研究成果呢？

　　在很多人的印象中，陶瓷是一种坚挺但易碎的物体，缺少韧性，缺乏塑性。而许多新型陶瓷则是既坚且韧，一改陶瓷易碎的旧形象。例如，相变增韧氧化锆陶瓷就十分坚韧，能够制备陶瓷机械零部件和日用的生果刀等。

记者：唐婷 陈瑜
主任：潘伟
时光：2007年11月9日
地点：清华大学逸夫楼

　　潘伟：是这样的。

　　冬日暖暖的午后，记者二人走进了清华校园，途径两旁的银杏叶子在阳光的照射下显得分内的透明、澄黄。在迷宫似的逸夫楼里，记者几经周折才找到了新型陶瓷与精致工艺国家重点实验室主任潘伟的办公室。

　　我们在河北邯郸高新技术产业开发区建立陶瓷胶态注射成型成果转化和范围化生产基地，占地166亩，现已建成近万平方米的生产车间和年产5000吨陶瓷微珠生产线，预计实现年产值2亿元，利税5000—6000万元。还以该技术为核心成立了邯郸市进步陶瓷工程技术研究院，整体晋升和改革邯郸市的传统产业结构。

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