先進陶瓷乃“兵家必爭”

在許多人的印象中,陶瓷只是一種堅硬但易碎的物體,缺乏韌性,也缺乏塑性。在景德鎮(zhèn)等陶瓷產區(qū)采訪,記者發(fā)現(xiàn)了陶瓷的“另一面”:耐高溫、耐高壓、耐腐蝕。

這些由氧化鋁、氧化鋯、碳化硅等組成的陶瓷新材料,被稱為“先進陶瓷”,因為原料和制造工藝不同,具備光電、聲學、磁性、透光等特殊性能,可上天入海,被廣泛應用于航空航天、生物醫(yī)療、半導體、芯片封裝、通訊電子等高科技領域。

陶瓷產業(yè)由大變強,突破口是轉型升級。瞄準高端,推陳出新,提高產品附加值是不二選擇。

新材料一直被視為制造業(yè)發(fā)展的先導。黨的二十大報告提出,構建新一代信息技術、人工智能、生物技術、新能源、新材料、高端裝備、綠色環(huán)保等一批新的增長引擎。包括先進陶瓷在內的新材料產業(yè)戰(zhàn)略地位不斷提升。

在江西奧福精細陶瓷有限公司溫度高達1300攝氏度的窯爐里,坯體經過成型、燒結、加工,最終得到的并不是傳統(tǒng)意義上的陶瓷,而是一種特殊的蓄熱材料——堇青石質蜂窩陶瓷。

該公司總經理湯金明說,“滿足高污染物排放標準的機動車,必須配置高性能的排氣后處理系統(tǒng)。蜂窩陶瓷載體是排氣后處理系統(tǒng)的基礎部件,因為熱輻射特性好,可以有效過濾汽車尾氣中的炭黑!边^去,國內市場95%以上的同類產品都來自日本、美國。近年來,公司堅持自主創(chuàng)新,專注于攻克蜂窩陶瓷載體制造技術難題,多項技術、產品打破了國外壟斷。

從2021年起,景德鎮(zhèn)明確把先進陶瓷作為產業(yè)發(fā)展的主攻方向,努力打造國家先進陶瓷產業(yè)發(fā)展樣板區(qū),目標是到2025年,先進陶瓷產業(yè)規(guī)模達到500億元,再造一個景德鎮(zhèn)陶瓷工業(yè)。

主攻先進陶瓷,折射出的是“千年瓷都”在陶瓷產業(yè)布局上的超前視野。景德鎮(zhèn)陶瓷大學材料學院新能源材料與器件研究所所長田傳進說,當前,全球先進陶瓷市場規(guī)模接近萬億元級。先進陶瓷不僅是全球高科技領域的“兵家必爭之地”,也是陶瓷產業(yè)轉型升級的潛力所在、關鍵所在。

在湖南醴陵,綿延千年的窯火也因先進陶瓷的導入,被點得更亮。目前,醴陵市級以上陶瓷創(chuàng)新中心26個,擁有陶瓷新材料企業(yè)37家。以華鑫電磁科技股份有限公司為代表的一大批先進陶瓷制造企業(yè)的產品已成功打入海外市場。

放眼各大陶瓷產區(qū),經過幾十年的發(fā)展,我國在先進陶瓷部分細分領域已形成了自己的優(yōu)勢。今天,我國已成為世界最大的陶瓷密封件生產國、世界最大的石英坩堝生產國,在陶瓷基板、陶瓷片式電容器、光通訊領域的插芯與套管制造等方面也具備了比肩世界先進水平的能力。

然而,在納米級粉體制備技術、制造裝備水平等關鍵核心領域,還有諸多“卡脖子”難題亟待突破。

——核心技術原始創(chuàng)新能力不足。田傳進舉例說,一些高性能粉體原料國產化率還比較低,比如氮化鋁和氮化硅陶瓷在新能源汽車、半導體和風力發(fā)電等領域應用廣泛,但由于國內制備、提純技術能力不足,目前粉體原料主要依賴進口,不僅成本高昂,也影響產業(yè)鏈、供應鏈的安全。

——制造裝備自主化程度不高。三責(上海)新材料科技有限公司工程師徐家駿說,由于先進陶瓷生產過程中需要研磨、拋光等精加工,對制造設備的精度要求很高。盡管國內企業(yè)也會引進一些國外工藝裝備等,但因為投資巨大,增加了企業(yè)的成本壓力,而國內的仿制設備因為加工水平的差距,可靠性和穩(wěn)定性暫時無法完全達到國外同類產品的水準。

“在陶瓷產業(yè)邁向高質量發(fā)展的關鍵時期,產業(yè)轉型升級的科技需求更加迫切,再往上發(fā)展觸碰的都是技術天花板,必須提升自主創(chuàng)新水平,才能不斷推動產業(yè)邁向高端,逐步在國際競爭中占據優(yōu)勢,從根本上避免被‘卡脖子’。”景德鎮(zhèn)陶瓷大學材料科學與工程學院院長田永清說。

產業(yè)升級如何破題?

一方面,提高產業(yè)自主創(chuàng)新能力。在位于景德鎮(zhèn)昌南新區(qū)的特種工業(yè)陶瓷研究院,由國家“重點人才計劃”專家領銜的技術創(chuàng)新團隊,瞄準超細超純增韌粉體、半導體用高純陶瓷材料等前沿領域開展自主創(chuàng)新,推動科技成果轉化。研究院引進、孵化的華迅特種陶瓷有限公司總經理任世峰說,“背靠大院大所等高端科研機構,我們一手抓原始創(chuàng)新,一手抓成果轉化和技術應用,打通產學研全鏈條通道,有核心技術做后盾,我們就有了跟國際一流企業(yè)比拼的底氣”。

另一方面,補齊陶瓷設備裝備制造短板。在中科超聲(山東)精密工業(yè)有限公司,從2008年開始,科研團隊就開始致力于超聲波技術開發(fā)應用。該公司董事長廉守才說:“產業(yè)要振興,裝備需先行!碧沾裳b備自主研發(fā)能力不強,制約中國陶瓷產業(yè)的發(fā)展。隨著先進陶瓷加工精細化程度越來越高,也在倒逼裝備制造企業(yè)加速自主創(chuàng)新、國產替代的速度。10多年來,經過引進、消化、吸收,企業(yè)在切割機、磨床、穿孔機等領域積累了一大批自主研發(fā)成果。

參與調查的企業(yè)和專家紛紛看好先進陶瓷產業(yè)發(fā)展的前景。中國陶瓷工業(yè)協(xié)會常務副理事長吳越申說:“未來陶瓷產業(yè)應首先瞄準先進陶瓷等高附加值產品和領域,這也是歐美發(fā)達國家陶瓷產業(yè)的發(fā)展方向,對于中國陶瓷產業(yè)的轉型升級而言,順勢而為,方可有所作為!