在许多人的印象中,陶瓷只是一种坚硬但易碎的物体,缺乏韧性,也缺乏塑性。在景德镇等陶瓷产区采访,记者发现了陶瓷的“另一面”:耐高温、耐高压、耐腐蚀。
这些由氧化铝、氧化锆、碳化硅等组成的陶瓷新材料,被称为“先进陶瓷”,因为原料和制造工艺不同,具备光电、声学、磁性、透光等特殊性能,可上天入海,被广泛应用于航空航天、生物医疗、半导体、芯片封装、通讯电子等高科技领域。
陶瓷产业由大变强,突破口是转型升级。瞄准高端,推陈出新,提高产品附加值是不二选择。
新材料一直被视为制造业发展的先导。党的二十大报告提出,构建新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎。包括先进陶瓷在内的新材料产业战略地位不断提升。
在江西奥福精细陶瓷有限公司温度高达1300摄氏度的窑炉里,坯体经过成型、烧结、加工,最终得到的并不是传统意义上的陶瓷,而是一种特殊的蓄热材料——堇青石质蜂窝陶瓷。
该公司总经理汤金明说,“满足高污染物排放标准的机动车,必须配置高性能的排气后处理系统。蜂窝陶瓷载体是排气后处理系统的基础部件,因为热辐射特性好,可以有效过滤汽车尾气中的炭黑。”过去,国内市场95%以上的同类产品都来自日本、美国。近年来,公司坚持自主创新,专注于攻克蜂窝陶瓷载体制造技术难题,多项技术、产品打破了国外垄断。
从2021年起,景德镇明确把先进陶瓷作为产业发展的主攻方向,努力打造国家先进陶瓷产业发展样板区,目标是到2025年,先进陶瓷产业规模达到500亿元,再造一个景德镇陶瓷工业。
主攻先进陶瓷,折射出的是“千年瓷都”在陶瓷产业布局上的超前视野。景德镇陶瓷大学材料学院新能源材料与器件研究所所长田传进说,当前,全球先进陶瓷市场规模接近万亿元级。先进陶瓷不仅是全球高科技领域的“兵家必争之地”,也是陶瓷产业转型升级的潜力所在、关键所在。
在湖南醴陵,绵延千年的窑火也因先进陶瓷的导入,被点得更亮。目前,醴陵市级以上陶瓷创新中心26个,拥有陶瓷新材料企业37家。以华鑫电磁科技股份有限公司为代表的一大批先进陶瓷制造企业的产品已成功打入海外市场。
放眼各大陶瓷产区,经过几十年的发展,我国在先进陶瓷部分细分领域已形成了自己的优势。今天,我国已成为世界最大的陶瓷密封件生产国、世界最大的石英坩埚生产国,在陶瓷基板、陶瓷片式电容器、光通讯领域的插芯与套管制造等方面也具备了比肩世界先进水平的能力。
然而,在纳米级粉体制备技术、制造装备水平等关键核心领域,还有诸多“卡脖子”难题亟待突破。
——核心技术原始创新能力不足。田传进举例说,一些高性能粉体原料国产化率还比较低,比如氮化铝和氮化硅陶瓷在新能源汽车、半导体和风力发电等领域应用广泛,但由于国内制备、提纯技术能力不足,目前粉体原料主要依赖进口,不仅成本高昂,也影响产业链、供应链的安全。
——制造装备自主化程度不高。三责(上海)新材料科技有限公司工程师徐家骏说,由于先进陶瓷生产过程中需要研磨、抛光等精加工,对制造设备的精度要求很高。尽管国内企业也会引进一些国外工艺装备等,但因为投资巨大,增加了企业的成本压力,而国内的仿制设备因为加工水平的差距,可靠性和稳定性暂时无法完全达到国外同类产品的水准。
“在陶瓷产业迈向高质量发展的关键时期,产业转型升级的科技需求更加迫切,再往上发展触碰的都是技术天花板,必须提升自主创新水平,才能不断推动产业迈向高端,逐步在国际竞争中占据优势,从根本上避免被‘卡脖子’。”景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院院长田永清说。
产业升级如何破题?
一方面,提高产业自主创新能力。在位于景德镇昌南新区的特种工业陶瓷研究院,由国家“重点人才计划”专家领衔的技术创新团队,瞄准超细超纯增韧粉体、半导体用高纯陶瓷材料等前沿领域开展自主创新,推动科技成果转化。研究院引进、孵化的华迅特种陶瓷有限公司总经理任世峰说,“背靠大院大所等高端科研机构,我们一手抓原始创新,一手抓成果转化和技术应用,打通产学研全链条通道,有核心技术做后盾,我们就有了跟国际一流企业比拼的底气”。
另一方面,补齐陶瓷设备装备制造短板。在中科超声(山东)精密工业有限公司,从2008年开始,科研团队就开始致力于技术开发应用。该公司董事长廉守才说:“产业要振兴,装备需先行。”陶瓷装备自主研发能力不强,制约中国陶瓷产业的发展。随着先进陶瓷加工精细化程度越来越高,也在倒逼装备制造企业加速自主创新、国产替代的速度。10多年来,经过引进、消化、吸收,企业在切割机、磨床、穿孔机等领域积累了一大批自主研发成果。
参与调查的企业和专家纷纷看好先进陶瓷产业发展的前景。中国陶瓷工业协会常务副理事长吴越申说:“未来陶瓷产业应首先瞄准先进陶瓷等高附加值产品和领域,这也是欧美发达国家陶瓷产业的发展方向,对于中国陶瓷产业的转型升级而言,顺势而为,方可有所作为。”

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