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2019年4月4日
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先进陶瓷材料，这一在市场上备受瞩目的领域，不仅吸引了新能源行业的青睐，更在军工领域占据了不可或缺的地位。国防能力的提升，始终是国家发展的重中之重，而装备的升级则是提升国防能力的关键。因此，作为军工装备的关键组成部分，先进陶瓷材料的发展显得尤为重要。
先进陶瓷，这一以粘土等无机非金属矿物为原料，经过精细工艺制成的材料，已逐渐成为新材料的璀璨明珠。其涵盖的领域广泛，从传统的日用陶瓷、建筑卫生陶瓷，到高性能的电子陶瓷、生物陶瓷等，无不体现了其独特的魅力和广泛的应用前景。
在军工领域，先进陶瓷的应用更是广泛而深入。其优异的物理、化学性能，使得它在航空航天、兵器制造等关键领域发挥着不可或缺的作用。随着科技的不断发展，先进陶瓷材料的应用也将不断拓展，为国防事业的进步贡献更多的力量。
按化学成分，先进陶瓷可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等，每一类都有其独特的应用领域。同样，根据其性能和用途，先进陶瓷又可分为功能陶瓷和结构陶瓷。功能陶瓷主要利用材料的特殊功能，如电气性能、磁性等，而结构陶瓷则更侧重于材料的力学和结构特性。
在军工领域，功能陶瓷和结构陶瓷都发挥着至关重要的作用。功能陶瓷，特别是电气性能和光学特性方面的材料，对于电子设备和传感器等关键部件的性能提升至关重要。而结构陶瓷，由于其高强度、高硬度以及耐高温等特点，在航空航天领域的应用尤为广泛。
此外，先进陶瓷在航空发动机及飞机刹车盘等关键部件的应用也取得了显著的进展。例如，陶瓷基复合材料因其耐高温特性，已成为热端构件的理想选择，有望进一步提高发动机的推力。同时，碳陶刹车盘的应用也大大提高了刹车性能，降低了生产成本和能耗，显示出其显著的成本优势。
陶瓷基复合材料因其卓越的耐热冲击性和对液体推进剂的化学稳定性，成为火箭发动机热结构件的理想选择。其耐高温性能优于金属材料，并具有出色的抗蠕变性，确保了材料在高温环境下的稳定性。
航天飞行器在进入大气时，会面临强烈的气动加热，导致头锥和机翼前缘温度急剧上升至1650℃。因此，热防护系统成为保障飞行器安全的关键技术。传统的热防护系统设计采用放热与结构分开的理念，即通过外部冷却结构和内部放热系统来应对高温。然而，随着C/SiC复合材料的发展，飞行器的承载结构和放热功能得以一体化设计，进一步提高了热防护的效果。特别是哥伦比亚号航天飞机热防护系统失效的事故，更加凸显了C/SiC陶瓷基复合材料在热结构材料中的重要性。此类材料广泛应用于航天飞机和导弹的鼻锥、导翼、机翼和盖板等关键部件。
卫星反射镜是卫星的重要组成部分，其性能要求严格，包括低密度、高比刚度、低热膨胀系数、高导热性以及适当的强度和硬度等。传统的玻璃反射镜和金属反射镜在加工大型轻型反射镜时存在局限性。因此，C/SiC复合材料因其密度低、刚度高、热膨胀系数小、导热性能良好以及出色的力学性能和可设计性，成为了卫星反射镜的理想选择。美国、俄罗斯、德国、加拿大等国家已利用碳纤维增强碳化硅复合材料（Cf/SiC）成功制备出高性能反射镜。
陶瓷材料及陶瓷基复合材料在装甲中的应用
陶瓷材料及陶瓷基复合材料也被广泛应用于装甲领域，如防弹衣、战机和装甲车的防护层等。这些材料具有出色的抗击打性能，能够吸收弹头或弹片的动能，对低速弹头或弹片提供有效的防护。此外，热压碳化硼和碳化硅陶瓷基复合材料还可用于制造坚固的盔甲板。我国在防弹衣制造方面具有显著的成本优势，使得我国防弹衣在国际市场上价格更具竞争力。
军用直升机常配备陶瓷装甲系统，包括陶瓷装甲座椅、陶瓷组件及陶瓷面板等，以增强其防护能力。此外，陶瓷基复合材料也在陆军装甲战车上得到应用，如斯特瑞克中型装甲车，进一步提升了车辆的防护性能。
随着武器装备信息化的加速，军用陶瓷电容器需求日益旺盛。电子陶瓷在民用领域已广泛应用，而如今在军工领域也显得愈发重要，尤其是片式多层瓷介电容器（MLCC）已成为市场主流，市占率超过90%。中国军用陶瓷电容器市场规模保持稳定增长，显示出广阔的市场前景。
国内先进陶瓷体系正不断拓展，制备技术也在持续进步。其应用领域已从军事、航空航天等单一领域拓展至环保、新能源、电子信息等更广泛的民用市场。然而，要实现高端制造的突破，仍需在多个方面进行深入研究与开发。这包括匹配应用领域对先进陶瓷的基础理论研究和结构设计、打破高端粉体受国外制约的现状、研究增韧技术以突破应用局限性、降低生产成本以提升竞争力，以及探索具有批量化应用潜力的成型技术和烧结技术等。
当前，先进陶瓷材料的发展已超越传统技术的束缚，正与现代信息、自动化技术及其他材料深度融合，催生出诸如计算材料科学、功能-结构一体化等崭新的技术科学领域。这意味着，先进陶瓷即将迎来一个全新的发展时代。