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新(xīn)材料在線 ID：xincailiaozaixian

圖片：受訪人提供、圖蟲創(chuàng)意

2018年12月19日至21日，中央經濟工作(zuò)會議在北京舉行，會議(yì)重新(xīn)定(dìng)義了基礎設施建設，把5G、人工智(zhì)能、工(gōng)業互聯網、物聯網定義(yì)為“新型基礎設施建設”。

随着國内(nèi)“新基建”項目的啟(qǐ)動，高鐵、5G通訊、新能源汽車等領域迎來了蓬勃發展，為(wéi)材料的發展帶來新的機會。先進陶瓷作為各項新興領域材料中一個不可或(huò)缺的組成部(bù)分，在國民經濟中發揮着愈來愈重的作(zuò)用，也迎來(lái)了發展機遇。

與傳(chuán)統意(yì)義(yì)上的陶瓷如日用陶瓷、建(jiàn)築衛生陶(táo)瓷不同的是，先進陶瓷(cí)是采用高度精選或合成的原料，具有控制的化(huà)學組(zǔ)成，按照便于控制的制(zhì)造技術(shù)加工、便于進行結構設計，并且有優(yōu)異特性的陶瓷。

近(jìn)年(nián)來，先(xiān)進陶瓷材料應(yīng)用在我國高新科技領域的應(yīng)用層出不窮，由于它具有金屬和塑料所不具備的耐高溫、耐摩損、耐腐蝕、高硬度、高精密度(dù)等優點，又(yòu)在電(diàn)子、超導、光學、生物、磁性、儲能等領域大顯身手，成為衆多高科技産(chǎn)業鍊上遊的“材料黑(hēi)金”。

數據顯示，2021年全球先進陶瓷市場(chǎng)規模為1048.54億美元(yuán)。

先進(jìn)陶瓷在國内也呈遍地開花之勢，目前有超過2000家相關企(qǐ)業，主要集中在廣東、山東、河南、福建等省市。其中山東省擁有超過1000家先進陶瓷相關企業，福(fú)建省有(yǒu)超過500家。

在自上世紀80年代起就與先進陶瓷材料(liào)結緣的孫亞光教授看來，先(xiān)進陶瓷材料及産(chǎn)業能迎來自身發展的春天，其實是一種必然。

01

逐步(bù)從産業鍊微笑曲線(xiàn)的底部爬坡

“為了實現材料均勻(yún)的(de)、可重複的無缺陷顯微結(jié)構，提(tí)高材料性能的(de)可靠性，陶瓷制備科學研(yán)究十分必要。”早在上世紀60年代，美國材料顧問委員會在對材料制備領域進行調研後，得(dé)出這一重要結論。

實際上，由(yóu)于先進陶瓷在工業發展中的特殊地位，歐美日等國家和地區早已投入巨資鋪開了研究計劃。70年代的陶瓷發動機，就是(shì)其中一個(gè)切入點。

而我國的先進陶瓷研(yán)發、生産計劃則始于上世紀80年代。

80年代初，從鄭州大學化學系畢業後，孫亞光(guāng)任職于河南焦作化工總(zǒng)廠，擔任技術研發工作。一個偶然機會，孫亞光參與了公司與北京有色金屬研究總院合作的研發(fā)項(xiàng)目。項目(mù)進行後，老師的一句“為什麼不一邊做合作做研發，一邊讀研究生呢？”的提醒，改(gǎi)變了(le)孫亞光的人生軌迹，他選擇攻(gōng)讀北京有色金屬研究總院研究生，也自此踏入陶瓷材料行業，并堅守了幾十年(nián)。

當時，先進陶瓷的重要材料之一——氧化锆在大家看來還是一個很陌(mò)生(shēng)的東西，這種價格昂貴且應用(yòng)的領域較少的材料并不吃香(xiāng)。此時孫亞(yà)光剛踏(tà)入(rù)先進陶瓷材料行業，他對《大國之(zhī)材》談到，當時其應用領域主要集中在(zài)三塊：一是耐火(huǒ)材料，一般高檔的耐火(huǒ)材(cái)料會用到它；二是陶(táo)瓷色釉，即日常陶瓷(cí)或者(zhě)色彩陶瓷；三是電子陶瓷。

但從接觸先(xiān)進陶瓷(cí)材料起(qǐ)，孫亞光就始終堅(jiān)信，先進陶瓷材料具備很好的前景。因此，從入行至今，孫亞光從沒有離開過這個領域，他也見證了我國先(xiān)進陶瓷材料行業從無到有、從小到大的(de)變遷。

上世紀八十年(nián)代，國内的先進陶瓷(cí)産品嚴重依賴進口。國内生産1噸陶瓷原料，出口到日本的(de)價格大約是1萬塊人民(mín)币，但(dàn)從日本回購1噸先進陶瓷材料或器件，則需要(yào)數十萬的(de)價格。為了擺脫這一局面(miàn)，我國在先進陶瓷材料領域也展開(kāi)了研究、開發和生産。

以發動機用陶瓷零部件的研制(zhì)為契機(jī)，我國研制(zhì)成功了一系列新的陶瓷材料，并在(zài)先進陶瓷(cí)的應用方面也取得了令(lìng)人矚目的成績。普通電子陶瓷和結構陶(táo)瓷如IC基(jī)闆、電容、電阻、電感等壓(yā)電陶瓷無線電頻率元件，中鋁瓷，高鋁瓷，電真空瓷等，在我國(guó)已能夠大(dà)批量生産(chǎn)，并占領一定的國際市(shì)場。

随着(zhe)技術的進步，其應用(yòng)範圍也由初(chū)的三個闆塊輻射至更(gèng)多元(yuán)的場景，由于先進(jìn)陶瓷特定的精細結構(gòu)和其高強、高硬、耐(nài)磨、耐腐蝕、耐高溫等一系列優良性能，現被廣泛應用于國防、化工、冶金、航(háng)空航天、生物醫學等國民經濟的各個領域。

中(zhōng)國先進陶瓷材料(liào)正從産業鍊微笑(xiào)曲線的底部開始了爬坡之旅。“它一直在(zài)不斷地(dì)向不同的(de)領域發展，不(bú)斷進行(háng)開拓，然後它的産業也在逐漸的(de)在擴大。”孫亞光興奮(fèn)地說道。

02

突破自身(shēn)才可繼續向前

據Research and Markets數據(jù)顯示，2015年全(quán)球先進陶(táo)瓷市場規模約631.1億美元，随着先進陶瓷各(gè)種(zhǒng)功能的不斷發掘(jué)，其在微電子工業、通訊産業、自動化控制和未來智能化技術等方面作為支撐材料的地(dì)位(wèi)将日益(yì)顯著，市場容量也将進一(yī)步提升。預計到2024年，全球先進(jìn)陶瓷市場(chǎng)規模将達1346美元。

從材料産業上講，先進陶瓷已形成(chéng)一個巨大的高技(jì)術産業，目前全球各類先進陶瓷(cí)材料及其産品的(de)市場銷售總額超過500億(yì)美元，年增長率(lǜ)達(dá)8%。

進入21世紀，我國的先進陶瓷産業(yè)也進入了(le)快速發展期。精密小(xiǎo)尺(chǐ)寸産品(pǐn)、大尺寸陶(táo)瓷器件的成型、燒結技術(shù)、低成本規模化制備技術，陶瓷加工系統等領域不斷打破國外壟斷和技術封鎖。許(xǔ)多先(xiān)進陶瓷産品在我國已能大批量生産，産品質量較穩定，并能占(zhàn)領一定的國際市場。但在(zài)孫亞光看來(lái)，國内先進陶瓷材料行業還尚處于“别人有的我(wǒ)們也都有了，别人能做東西我們也都能做了，但是我們跟(gēn)人家還是有一定的差别。我們經曆了從無到有，現在是需要從有到精、從有到強。”的局面。

據相(xiàng)關資料表明，至今在先進陶瓷發展中處于領先(xiān)地位的國家(jiā)和地區主要是美國、日本、歐盟等。其中，美國先(xiān)進陶瓷在航空航天、核能等(děng)領域的應用處于領先地位；日本(běn)在先(xiān)進陶瓷材料的産(chǎn)業(yè)化、民用領域方面占據領先地位，并占有約一半的市場份額；歐盟在先進陶瓷細分應(yīng)用領域和機械(xiè)裝備領域處于領先(xiān)地位。

先進陶瓷(cí)材料的制備工藝共(gòng)分為粉體制備、胚(pēi)體成(chéng)型、胚體燒結(jié)、精密加工(gōng)、分析測試五個部分。粉體制(zhì)備作為其核心的(de)技術，高純、超細(xì)、高性能陶瓷粉體制造技術基(jī)本還(hái)掌握在日本、美國等少數發達國家。如今(jīn)，國内不論是粉體合成技術中制造粉體的裝備，還是在陶瓷後加工技術方面，尚且(qiě)都依賴進口。

制備優質先進陶瓷材料的技(jì)術、裝(zhuāng)備和(hé)管理(lǐ)水平的缺乏也必然導緻(zhì)國内先進陶瓷材料行業發展的受限。數據表明，在全球數百(bǎi)億美元的先進(jìn)陶瓷年銷(xiāo)售額中，中國銷(xiāo)售額僅占1%—2%。特别是(shì)高端裝(zhuāng)備中(zhōng)大量的陶瓷元件，如手機中使用(yòng)的片式壓電陶瓷濾波器、風力發(fā)電機陶瓷絕緣軸承(chéng)和高端超(chāo)細納米粉體等仍需進口。

國内先進陶瓷材料(liào)行業的發展，在近40年間實現從(cóng)無到有的突破固然(rán)值得欣喜，但如何在這一基礎上變強，縮小與國外發達市場的差距，孫亞光認為國内各(gè)大(dà)企業和科研人員還需要下功夫(fū)，突破自(zì)身往前走(zǒu)。

孫亞光對《大國之材(cái)》談到，國(guó)内以往一些企業以(yǐ)賺快錢、上市為目的，看到哪個行(háng)業賺錢就往哪(nǎ)裡投，後導緻行(háng)業被(bèi)做死的現象屢有發生。氧(yǎng)化锆陶瓷刀就是一個很好的例子，以往刀具往往是由金屬制成，而日(rì)本根據氧化锆的特性，打造出了具有高硬度、不生鏽、無金屬味殘(cán)留、******、抗氧化等優點的陶(táo)瓷刀。這原本是一個很(hěn)好的産業(yè)方(fāng)向，但部分國内企(qǐ)業看到後都認為這是一個能快速賺錢的方向，粗制濫(làn)造的(de)加入導緻(zhì)了産品産能的過剩，後把這個産業(yè)做死。

在孫亞光看(kàn)來先進陶瓷材料行業跟其他行業是一樣的，這個(gè)行業要想走得更遠，多出一些尊重科(kē)學規律(lǜ)、遵守行業(yè)發展趨勢、埋頭于(yú)研究(jiū)的良心企業(yè)與沉下心來、踏實學習國外的技術與理論的人才是(shì)關鍵。

而被問到國内的先進陶瓷還需多久才能消(xiāo)除與跟國外的差距時，孫亞光肯定地說道：“10年，等到我們(men)裝備國産(chǎn)化，加工理(lǐ)論系統化，10年的時間基本(běn)能完成了。”

03

産學研融合助(zhù)力産業全面發展

在(zài)全球上百億美(měi)元的(de)先進陶瓷年銷售額(é)中，中國(guó)的(de)銷售額占比較少。中國陶瓷工(gōng)業協會分(fèn)析認為，國内先進陶瓷實驗室階段的研究工作偏多，忽視了(le)中試(shì)、工程化(huà)和産業化技術的(de)研究，成果沒有轉化(huà)為現實生産力是重要的因素之一。

在企業與高校之間來回(huí)穿梭的孫(sūn)亞光深有同感。

自畢業起，孫亞光就在河南焦(jiāo)作化工總廠負(fù)責技術研發工作，到中國地質科學院鄭州礦産綜合利用研究所擔任(rèn)科技(jì)開發處副處長，再于2000年加盟廣東東方锆業科技股份有限公司任(rèn)副總經理(lǐ)。2005年在先進陶瓷材料行業中摸爬滾(gǔn)打了幾十年後，孫亞光選擇加入河南工業大學材料科學與工程(chéng)學院擔任教授。

從先進陶瓷(cí)材料行業的技術人員到企業管理者再到(dào)高校教師，在孫亞光看來是一條(tiáo)更為适合教導(dǎo)出行業人才的道(dào)路，“因為從企業出來(lái)，會更清楚企業需要什麼(me)，這才能去教會學生有用(yòng)的知識”。相較于停留在實驗室的研究方式，孫亞光教授更認同習總書記的觀點“要把論(lùn)文寫在中國的大地上”。

在孫(sūn)亞光看來，“産”是要位(wèi)的(de)。在産學研模式下，企(qǐ)業在實際生産應(yīng)用中發現問題(tí)，以科研(yán)機構、高校的(de)人才、研究成果輸出作為企業發展(zhǎn)的原動力，解決問題。在這個過程中，高校研究完的(de)成果就能直接進行轉化(huà)，而不會出現研究成果停留在實驗室的現(xiàn)象。而(ér)這(zhè)同時也為高校(xiào)、研究(jiū)機構提供了研究和人才開發的利用資源。

對于先進陶瓷材(cái)料行業今後的發展，孫(sūn)亞光認為将精力瞄準(zhǔn)在國際上，把行業目前沒有解決的問題解決，是(shì)一件比寫論文更有意義的事情。

中國陶瓷工業協會(huì)認為，進入21世紀，功能陶瓷的研究得到了國家和各(gè)科研院所的高度重(zhòng)視。目前我國從事先進陶瓷開發研制的高校、科研院所和生産企業已超過300家，其(qí)中研發生産功能陶瓷的(de)單位(wèi)占63.6%，研發生産(chǎn)結構陶瓷的單位占36.4%。

随着科學技術飛速發展，先(xiān)進陶瓷正在打開更多的應用空間，汽車就是其中之一。越來越多的特種陶瓷、智能陶(táo)瓷制品(pǐn)被應用到汽車上，給汽車零部件加工制(zhì)造帶來了一場新的革命。

汽車用傳(chuán)感器要求能(néng)長久适用于特有的(de)惡劣環境（高溫、低溫、振動、加速、潮濕、廢氣），并應當具有小型輕量、重複使用性好等特點。陶瓷耐熱、耐蝕、耐磨及其潛在的優(yōu)良電磁、光學機能，制成的傳感器完全能(néng)夠滿足上述(shù)要求。

另(lìng)外，在碳纖維制動器(qì)的基(jī)礎(chǔ)上(shàng)制造而成陶瓷制動器，其碳矽化合物表面的硬度(dù)接近鑽石，碟片内的碳纖維結構(gòu)使它堅固耐沖擊、耐腐蝕(shí)，讓碟片極為耐磨。綜合利用敏感陶瓷正壓電等(děng)效應研制成功的智(zhì)能減振器，由于(yú)采用高靈(líng)敏度陶瓷元件，從而具有(yǒu)識别路面且能做自(zì)我調節的功能，可以将轎車因粗糙路面引(yǐn)起的振動降到低限度。

孫亞光談到，随(suí)着國(guó)家“雙碳”政(zhèng)策的提出(chū)，以及萬物互聯時代的來臨，将為先進陶瓷材料行業帶來更多的機會和(hé)挑戰。

在孫亞(yà)光眼中，未來先進陶瓷将逐漸跟(gēn)金屬互相滲透，用陶瓷(cí)來(lái)彌補金(jīn)屬的缺點，将是先進(jìn)陶瓷材料(liào)應用廣泛(fàn)的一面。“如果20年後金屬和陶瓷沒有界限，你看不清這個部分是(shì)金屬是(shì)陶瓷了，可能這個材(cái)料就做到好了。”孫亞光說道。

【個人簡介】

孫亞光、男、中(zhōng)國國籍、黑龍(lóng)江省通河縣、漢族、無境(jìng)外居留權(quán)。1962年4月出生，中共黨員、教授(shòu)級工程師、博士學(xué)位。

1983年7月畢業于鄭州大學化學系，分配到河南焦作化工總(zǒng)廠（現為上市公司龍蟒佰利聯）；1989-1992年在北京有色金屬研究(jiū)總院研究(jiū)生部攻讀研究生(shēng)，獲(huò)有色金屬冶金(jīn)碩(shuò)士學位；1998年12月調(diào)入中國地質科學(xué)院鄭州礦産綜合利用研(yán)究所擔任科技開發處副處長；2005 年12月調入河南(nán)工業大學材料科學(xué)與工程學院，從事科研與教學工作。期間在2012年在(zài)武漢理工大學獲得礦(kuàng)物加工專業博士學位(wèi)、2000-2015年期間(jiān)兼任上市公司廣東東方锆業股份有(yǒu)限公司副總經理(lǐ)、總工程師、2017年8月任三祥新材獨立董(dǒng)事。

現擔任(rèn)化學标準化委員會無機(jī)化工分技(jì)術委(wěi)員會委員(yuán)、中國有色(sè)金屬工業協會钛锆(gào)铪分會專家組專家、中國矽酸鹽學會陶瓷分會常務理事、中(zhōng)國矽酸鹽學會特種陶瓷委員會理(lǐ)事。