超韧陶瓷应用潜力不断释放 我国相关研究已取得显著进展

超韧陶瓷应用潜力不断释放 我国相关研究已取得显著进展

超韧陶瓷是一类先进陶瓷材料，相比于传统陶瓷，具有更高的断裂韧性。韧性是是材料受外力作用时在塑性变形过程中吸收能量的能力，陶瓷材料普遍具有断裂韧性低、脆性大、受冲击易破碎等问题，限制了其在高载荷、强磨损和热冲击环境等苛刻工况下的应用。
超韧陶瓷克服了传统陶瓷脆性大、易断裂的缺点，同时保留了陶瓷材料的高硬度、耐高温、耐腐蚀等本征特性，在汽车、建筑、消费电子、精密仪器、生物医疗、航天航空、新能源、军工等拥有广阔应用空间。在生物医疗领域，超韧陶瓷具有良好的生物相容性，可用于制造人工骨、人工关节等植入性医疗器械。
根据新思界产业研究中心发布的《2025-2030年中国超韧陶瓷行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，先进陶瓷是国家“十四五”规划明确列为的关键战略材料之一，超韧陶瓷作为先进陶瓷的重要细分品类，市场迎来了良好发展机遇。超韧陶瓷应用边界在不断拓展，预计2030年，我国超韧陶瓷市场规模将达300亿元以上。
超韧陶瓷是在传统陶瓷基础上，通过纳米结构优化、相变增韧、颗粒弥散增韧、纤维/晶须增强、高密度位错、纳米复合等技术手段得到。根据增韧机制不同，超韧陶瓷分为相变增韧陶瓷、自增韧陶瓷、纤维/晶须增韧陶瓷、微裂纹增韧陶瓷等类别。

　　晶须/纤维增韧是在陶瓷基体中引入高性能的陶瓷纤维或晶须，以改善材料的断裂韧性，碳化硅（SiC）晶须、碳纤维、氧化铝纤维等是常见的增韧相。高密度位错是一种新型增韧方式，可通过表面处理法、施加动态压力、成分设计等方式增加陶瓷材料位错密度，提高其断裂韧性。

　　随着先进制造技术发展，我国在陶瓷强韧化方面取得了显著进展，相关专利数量不断增长，研发单位及企业包括西安交通大学、武汉理工大学、中科院上海硅酸盐研究所、清华大学、河北工业大学、广东芬芳陶瓷有限公司、山东国瓷功能材料股份有限公司等。

　　新思界行业分析人士表示，超韧陶瓷兼具高强度、高韧性等特点，在医疗、航天航空、新能源等领域拥有更广阔的应用前景。目前陶瓷增韧技术在不断发展迭代，多重增韧机制的协同作用将是未来超韧陶瓷研究重要方向，而新型增韧技术及工艺的应用，也将进一步拓宽超韧陶瓷材料的应用范围和潜力。