陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)

介紹

研究開發(fā)高效陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)，是當(dāng)前世界各國高技術(shù)競爭的“熱點(diǎn)”之一。使用陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)，可以把發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度從1000℃ 提高到1300℃，熱效率從30%提高到50% ，重量減輕20%，燃料節(jié)省30%～50%。據(jù)美國福特汽車公司的專家估計(jì)，如果全美國的汽車都采用陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)，那么每年至少可節(jié)約石油5億桶。

對于陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)，目前美、日、法、德等國都已制定了龐大的開發(fā)計(jì)劃，投入了巨大的人力和資金。美國近幾年來投資10億美元，組織幾十家公司從事陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)的研究開發(fā)，其中通用汽車公司、福特汽車公司、諾爾頓公司等大型企業(yè)，都相繼建立了新型陶瓷專業(yè)化生產(chǎn)中心。

日本人把結(jié)構(gòu)陶瓷看作是繼徽電子之后又一個(gè)可以為企業(yè)帶來巨大效益的新領(lǐng)域，因此他們在同美國人的競爭中不惜代價(jià)。目前，日本從事新型陶瓷開發(fā)生產(chǎn)的公司已達(dá)600多家，僅在汽車行業(yè)的陶瓷專家就達(dá)兩千多人。其開發(fā)新產(chǎn)品的能力已經(jīng)超過了美國。日本的213千瓦陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)形成規(guī)模生產(chǎn)，并已經(jīng)裝備了上百萬輛小汽車。

德國對陶瓷內(nèi)燃機(jī)的研究開發(fā)也是走在世界前列的，德國“奔馳”汽車公司研制的“2000年轎車”就是由陶瓷燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的。在歐洲共同體的“尤里卡 計(jì)劃中，法國、德國和瑞典三個(gè)國家從20世紀(jì)8O年代起始聯(lián)合進(jìn)行陶瓷燃?xì)廨啓C(jī)的開發(fā)，已經(jīng)研制出功率為147千瓦的陶瓷渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其工作溫度可達(dá)1600℃，比普通發(fā)動(dòng)機(jī)高出600℃以上。

英國是最早從事結(jié)構(gòu)陶瓷應(yīng)用開發(fā)的國家，英國政府專門撥款上千萬英磅，對陶瓷燃?xì)廨啓C(jī)和往復(fù)式陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行研究開發(fā)，已經(jīng)造出了活塞式陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)。

高性能結(jié)構(gòu)材料還包括復(fù)合材料。復(fù)合材料是由基體材料(包括樹脂、金屬、陶瓷等)和增強(qiáng)劑(有纖維狀的、晶須狀的、顆粒狀的等等)復(fù)合而成的。復(fù)合材料的力學(xué)性能和功能，可以根據(jù)實(shí)際需要，通過適當(dāng)選材和優(yōu)化設(shè)計(jì)來獲得。復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、運(yùn)輸、橋梁、民用建筑、體育設(shè)施及國防建設(shè)等諸多領(lǐng)域 當(dāng)前復(fù)合材料開展的重點(diǎn)在以下幾個(gè)方面：熱塑性樹脂基復(fù)合材料；金屬基復(fù)合材料；陶瓷基復(fù)合材料；碳基復(fù)合材料。

在高性能結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展中，近些年來“超合金”技術(shù)的競爭很激烈，不過這種競爭主要是在美、日兩國之間進(jìn)行的 這種“超合金”材料的發(fā)展現(xiàn)在已進(jìn)入實(shí)用化階段，它的年消耗量平均以20%的速度遞增。美、日兩國的“超合金”新產(chǎn)品很多。例如：美國在臺(tái)金中適當(dāng)加入一些陶瓷粉末以后，使這種合金的耐磨性能提高了35倍；日本研制的一種鐵基記憶合金，它可以代替鎳-鈦基記憶合金，而這樣可以使成本降低90%。 2100433B

作為結(jié)構(gòu)部件的特種陶瓷。由單一或復(fù)合的氧化物或非氧化物組成，如單由Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4，或相互復(fù)合，或與碳纖維結(jié)合而成。用于制造陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)和耐磨、耐高溫的特殊構(gòu)件。

《2013-2017年中國結(jié)構(gòu)陶瓷市場評估與投資前景分析報(bào)告》共十五章。首先介紹了結(jié)構(gòu)陶瓷相關(guān)概述、中國結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)業(yè)運(yùn)行環(huán)境等，接著分析了中國結(jié)構(gòu)陶瓷行業(yè)市場運(yùn)行的現(xiàn)狀，然后介紹了中國結(jié)構(gòu)陶瓷市場競爭格局。您若想對結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)業(yè)有個(gè)系統(tǒng)的了解或者想投資結(jié)構(gòu)陶瓷行業(yè)，本報(bào)告是您不可或缺的重要工具。

結(jié)構(gòu)陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用

結(jié)構(gòu)陶瓷主要是指發(fā)揮其機(jī)械、熱、化學(xué)等性能的一大類新型陶瓷材料，它可以在許多苛刻的工作環(huán)境下服役，因而成為許多新興科學(xué)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

結(jié)構(gòu)陶瓷空間技術(shù)領(lǐng)域

在空間技術(shù)領(lǐng)域，制造宇宙飛船需要能承受高溫和溫度急變、強(qiáng)度高、重量輕且長壽的結(jié)構(gòu)材料和防護(hù)材料，在這方面，結(jié)構(gòu)陶瓷占有絕對優(yōu)勢。從第一艘宇宙飛船即開始使用高溫與低溫的隔熱瓦，碳-石英復(fù)合燒蝕材料已成功地應(yīng)用于發(fā)射和回收人造地球衛(wèi)星。未來空間技術(shù)的發(fā)展將更加依賴于新型結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用，在這方面結(jié)構(gòu)陶瓷尤其是陶瓷基復(fù)合材料和碳/碳復(fù)合材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他材料。

高新技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)代戰(zhàn)爭制勝的法寶。在軍事工業(yè)的發(fā)展方面，高性能結(jié)構(gòu)陶瓷占有舉足輕重的作用。例如先進(jìn)的亞音速飛機(jī)，其成敗就取決于具有高韌性和高可靠性的結(jié)構(gòu)陶瓷和纖維補(bǔ)強(qiáng)的陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用。

結(jié)構(gòu)陶瓷光通信產(chǎn)業(yè)

光通信產(chǎn)業(yè)是當(dāng)前世界上發(fā)展最為迅速的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，全世界產(chǎn)值已超過30億美元。其所以發(fā)展如此迅速主要依賴于光纖損耗機(jī)理的研究以及光纖接頭結(jié)構(gòu)材料的使用。我所已成功地運(yùn)用氧化鋯增韌陶瓷材料開發(fā)出光纖接頭和套管，性能優(yōu)良，很好地滿足了我國光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要。

隨著半導(dǎo)體器件的高密度化和大功率化，集成電路制造業(yè)的發(fā)展迫切需要研制一種絕緣性好導(dǎo)熱快的新型基片材料。80年代中后期問世的高導(dǎo)熱性氮化鋁和碳化硅基板材料正逐步取代傳統(tǒng)的氧化鋁基板，在這一領(lǐng)域，我所研制成功的高熱導(dǎo)氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率達(dá)到228 W/m×K，性能居國內(nèi)外前列。氮化鋁-玻璃復(fù)合材料，已成為當(dāng)代電子封裝材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其熱導(dǎo)率是氧化鋁-玻璃的5-10倍，燒結(jié)溫度在1000°C以內(nèi)，可與銀、銅等布線材料共燒，從而制造出具有良好導(dǎo)熱和電性能多層配線板，我所研制的氮化鋁-玻璃復(fù)合材料，熱導(dǎo)率達(dá)到10.8 W/m×K的，在國際上居于領(lǐng)先地位，很好地滿足了大規(guī)模集成電路小型化、密集化的要求。