日本在材料科學領域一直走在世界的前沿，特別是在高技術陶瓷材料方面占有領先、突出的地位。一般來看，日本和歐美乃至中國在陶瓷材料研究方面水平相差并不大，但在新型陶瓷材料的產業(yè)方面日本在世界上占有絕對領先的優(yōu)勢。盡管日本近幾年來經濟停滯不前，新型陶瓷材料沒有能象預想的那樣在汽車工業(yè)得到廣泛的應用，但是近5年來陶瓷產業(yè)的平均遞增率接近6％，1998年度日本陶瓷的總產量接近1.7兆日元。

    日本名古屋工業(yè)技術研究所是***的研發(fā)機構，它的研發(fā)很大程度上帶有試驗性和前瞻性。該所在高技術陶瓷方面研究的動向是：具有協同結構的陶瓷材料；具有納米晶粒的超級金屬；具有清潔環(huán)境減少污染的陶瓷材料；生物陶瓷；具有超塑性的陶瓷；電子工業(yè)應用的氧化物陶瓷；與能源相關的陶瓷；輕質材料等。生物陶瓷方面，該所研究開發(fā)的重點方向之一是人工合成陶瓷關節(jié)材料，由于陶瓷與人類的骨頭組織具有一定的親和性，與金屬人工關節(jié)相比，陶瓷人工關節(jié)具有更大的市場前景。

     為解決陶瓷材料的脆性問題，該所開發(fā)出陶瓷與鈦合金的復合技術，通過技術處理，在鈦合金內植入羥基磷灰石陶瓷，實現二種材料的復合，其工業(yè)化實驗正在進行之中。環(huán)境陶瓷的研究是目前特種陶瓷研究的一個主要方向，該所正在開發(fā)的另一種新型材料是通過多孔結構及表面物理性能的調整，可實現空氣濕度的調控，作為一種智能建筑材料，有可能在未來的智能房屋中得到應用。另一技術是利用一種合成陶瓷粉料，用于化工行業(yè)中酸氣的排除，通過反應塔，該粉料與廢氣中鹽酸反應，反應產物可以回收再利用，這項環(huán)保技術正在中試。日本發(fā)展高技術陶瓷的戰(zhàn)略步驟，首先是用來制造日用生活品和某些發(fā)熱元件，然后再轉變?yōu)榇罅堪l(fā)展高技術陶瓷產品及精密元件。如日立公司最初采用陶瓷薄膜磁頭，既降低產品成本，又提高了磁頭的錄音、演奏與消磁性能。緊接著正式向市場投放陶瓷光盤，產品已成功打入東南亞、西歐與美國市場。日本生產的陶瓷剪刀、米酒加熱器、陶瓷手術刀、人造陶瓷關節(jié)及陶瓷滾珠圓珠筆等，在印尼、泰國、新加坡與馬來西亞很受歡迎。日本京都陶瓷公司還開始采用高技術陶瓷研制汽車用陶瓷發(fā)動機、內燃機零件。采用陶瓷粉末涂敷的汽車零件已大批走入市場，大大提高了汽車的工作性能。

    除發(fā)展高溫結構陶瓷材料外，日本非常重視研制表面薄膜陶瓷材料，除應用于機械、化工領域外，也成功生產出覆蓋陶瓷薄膜的金屬工藝品。

     此外，如泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑膠復合陶瓷、陶瓷粉末潤滑劑及各種精細陶瓷材料與元件等方面，日本都處于領先地位。

    日本陶瓷工業(yè)之所以能形成如此強大的優(yōu)勢，是與以下因素分不開的：其一，日本有很多從事材料的生產和研究的大公司，這些公司的中心研究所擁有先進的實驗設備和一大批優(yōu)秀的技術力量；其二，日本的其他工業(yè)技術發(fā)達，國內新型陶瓷材料的需求市場較大；其三，日本政府多年來啟動了不少大型陶瓷應用開發(fā)科研項目來鞏固其陶瓷產業(yè)的優(yōu)勢。

    納米復合陶瓷

    從20世紀80年代末起，日本大力開展納米復合陶瓷的研究。研究集中在納米級氧化物陶瓷，主要有M90-SIC系、AL203-SiC系、Si3N4-SIC系等等。與一般復合陶瓷不同的是，彌散相的晶粒很小，直徑一般小于100納米，彌散分布在直徑為微米大的母相晶粒內和晶界之間。AL203-SiC納米復合陶瓷的抗彎強度比AL203單體提高近3倍。納米復合陶瓷不僅在常溫下具有很高的強度，其高溫強度性能也明顯提高。近來，雙向納米復合陶瓷和納米壓電復合陶瓷是引人注目的新方向。

    梯度功能材料

    梯度功能材料(FGM)不同于傳統的復合材料，其成分或結構在材料的一端(面)向另一端(面)逐漸變化。這一概念是在研究和開發(fā)用于航天飛機和火箭的高溫結構材料的過程中產生，現在發(fā)展到刀具材料、電子材料、生物材料、光學材料等各個領域。從1987年到現在，日本政府(通產省和文部省)共資助5個與FGM研究相關的大型科研項目，其總金額達1億美元以上。除大學和國立研究所以外，日本不少有名的公司參加了FGM材料的研究開發(fā)，主要在研究和開發(fā)以熱障涂層材料為主的高溫耐熱材料、刀具材料、熱電轉換材料等方面取得了進展。十幾年的研究結果表明FGM材料開發(fā)的關鍵在于其制備工藝。在已經開發(fā)出的十多種工藝中，等離子體噴射法、氣相沉積法(CVD)、粉末冶金法(PM)具有較明顯的優(yōu)勢，得到廣泛的應用。

    陶瓷超塑性變形及其加工

    1985年日本名古屋工業(yè)技術研究所若井博士等人首先發(fā)現陶瓷超塑性現象。這一突破性的發(fā)現影響很大，陶瓷超塑性研究先后在日美德各國得到開展。日本文部省也將陶瓷超塑性列為重點研究項目，大力支持陶瓷超塑性方面的基礎研究。近來，日本學者從研究晶界結構和成分入手在陶瓷超塑性理論研究上開展了很多工作。陶瓷超塑性不僅作為新的理論研究課題在日本受到重視，同時日本也對陶瓷超塑性加工工藝開展了一些應用型研究工作。

    陶瓷

    Synergy陶瓷是一個比較抽象的概念，表示能在同一材料里實現多種性能的共存或互補的高性能復合陶瓷。但是，對于普通復合材料來說往往是一項性能指數的改善會導致另一項性能指數下降。從廣義上來看，Synergy陶瓷的概念與結構和功能一體化比較接近。名古屋工業(yè)技術研究所和日本精細陶瓷中心是開展Synergy陶瓷研究開發(fā)的基礎。兼有高強度(1400MPa)和高韌性(12MPa?m)的世界***強韌性Si3N4陶瓷和高熱傳導性(120W/mk)的Si3N4陶瓷的成功開發(fā)是其代表性成果。



                                                 來源：中國建材電子商務網