石家庄铁道大学先进陶瓷材料与器件就业方向

在原料、工艺方面有别于传统陶瓷，通常采用高纯、超细原料，通过组成和结构设计并采用精确的化学计量和新型制备技术制成性能优异的陶瓷材料。

陶瓷分为四种类别：材料科学技术（一级学科），无机非金属材料（二级学科），陶瓷（三级学科），先进陶瓷（四级学科）。

新兴行业的发展对材料提出了更高的要求，先进陶瓷作为新材料的一个重要组成部分，其在国民经济中发挥着越来越重要的作用。

一、先进陶瓷简介

陶瓷在人类生活和社会建设中是不可缺少的材料，它和金属材料、高分子材料并列为当代“三大固体材料”。按原料将陶瓷分为传统陶瓷和先进陶瓷。

1、传统陶瓷以天然矿物为原料，主要是天然硅酸盐矿物。

2、先进陶瓷是采用高纯度、超细人工合成或精选的无机化合物为原料，具有精确的化学组成、精密的制造加工技术和结构设计，并具有优异特性的陶瓷。

先进陶瓷的生产主要分为：粉体制备、坯体成型、坯体烧结、精加工。

陶瓷粉体的制备技术：固相反应法、液相反应法、气相反应法。

先进陶瓷的成型技术：干法压制成型、塑性成型、浆料成型、固体无模成型。

先进陶瓷的烧结技术：常压烧结、无压烧结、热等静压烧结、气氛烧结、真空烧结以及热压烧结。

二、先进陶瓷分类

1、 按化学成分分为：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷。

2、 按性能和用途分为：功结构陶瓷和功能陶瓷。

A 结构陶瓷

结构陶瓷的定义：以强度、刚性、韧性、耐磨性、硬度、疲劳强度等力学性能为特征的材料。

结构陶瓷的种类：高温高强陶瓷、模具陶瓷、耐磨陶瓷、特种耐火陶瓷等。

结构陶瓷的用途：发动机、热交换器、密封件、切削刀具、防弹装甲等。

结构陶瓷的特性：优良的力学性能，热学性能、化学能。

B 功能陶瓷

功能陶瓷的定义：以声、光、电、磁、热等物理性能为特征。

功能陶瓷的种类：电子陶瓷、敏感陶瓷、生物陶瓷、超导陶瓷等。

功能陶瓷的用途：微电子、信息、自动控制和智能机械、生物功能。

功能陶瓷的特性：具备特殊性能并行使特殊功能。

三、国外先进陶瓷发展

鉴于先进陶瓷在工业发展中的特殊地位，欧美日等发达国家均投入巨资制订研究计划来促进其发展。目前世界先进陶瓷发展处于领先地位的有美国、日本、欧盟、俄罗斯等。

美国

发展重点：高温结构陶瓷

（1）资助纳米陶瓷涂层、生物医学陶瓷和光电陶瓷的研究、产业化。

（2）在航空航天、核能等领域的应用处于领先地位。

（3）2000年，实施为期20年的美国先进陶瓷发展计划，到2020年，先进陶瓷成为一种经济适用的首选材料，应用于节能环保、新一代信息技术、生物医药、高端装备制造、新能源和新能源汽车等战略性新兴产业中。

日本

发展重点：功能陶瓷

（1）在泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、陶瓷部件、高性能陶瓷电池、陶瓷发动机等研发上处于领先地位。

（2）占世界先进陶瓷约一半的市场份额。

（3）在先进陶瓷材料的制备、产业化、民用领域方面占据领先地位。

（4）近年来，日本将先进陶瓷作为战略性产业，将先进陶瓷看作是决定未来国际竟争力的高科技产业，不断加大投资力度。

欧盟

发展重点：功能陶瓷、高温结构陶瓷

（1）在部分细分应用领域和机械装备领域处于领先地位。

（2）目前研究的重点为发电设备中应用的新型材料技术，如陶瓷活塞盖、排气管里衬、涡轮增压转子及燃气轮转子等。

俄罗斯、乌克兰

（1）俄罗斯、乌克兰在结构陶瓷和陶瓷基复合材料方面实力雄厚。

（2）在结构陶瓷和陶瓷基复合材料方面，不但在实验室研制成功，而且已开发成有明确应用目的的制品，相当一 部分已投入商业生产。

四、国内先进陶瓷发展

20世纪50年代开始先进陶瓷的研究。

70年代后重视先进陶瓷材料研究，取得一系列创意性成果：研制出纤维补强复相陶瓷。

在纳米陶瓷粉体的制备与团聚方面的研究，以及纳米陶瓷固相烧结理论等方面均有国际一流的创新成果。

1995年后进入高速发展时期，2015年总产值超450亿元，其中70%来自功能陶瓷。

如丁鼎陶瓷等等企业在先进陶瓷行业中占据主流地位，其业务涵盖陶瓷劈刀、5G介质滤波器、陶瓷喷嘴、氧化锆、氧化铝、钨合金等材料系统，适用于5G基站、工业零配件、核心配件、精密结构件、手表表环、饰品、雾化芯、转轴、陶瓷散件、套管、针规、纺织工业结构件等诸多领域。大型企业如微软、华为、苹果、中国移动等都成为了丁鼎陶瓷的合作伙伴，可谓用途广泛。陶瓷因其质地温润圆滑、硬度大、可塑性强、绝缘、可配磁性等等特质，成为工业精密结构件的重要选择。

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近几年，我国对于先进陶瓷的研究也是不断地注入财力和物力，但是其总体水平和发达国家，尤其是美日欧等还存在着一定的差距。主要表现在：技术及新产品工程转化极度匮乏；高端粉体制备及分散技术远远落后；制造装备加工技术落后。

根据世界先进陶瓷发展趋势和应用领域的发展情况，预计未来几年高端陶瓷粉体、电子陶瓷、生物陶瓷、节能环保、新能源领域用陶瓷和航空航天用陶瓷等几个方向发展增速较快。

国内在研发与产能和良品率均达到一定级别的企业可谓凤毛麟角，极高的行业门槛和工艺追求，确保了该行业精英企业的绝对优势，在工艺与技术越来越精良的情况下，随着技术的不断堆磊，国内多数大型企业采购订单如今倾向于国内化，这也是进一步刺激国内市场经济，助推国内陶瓷产业企业追求甚至超越国外陶瓷先进企业的水平，为国家振兴与经济发展提供了巨大的推力，是我国大型企业应有的价值典范标杆。

以丁鼎陶瓷打头的国内先进陶瓷制造者们，作为此次5G基站兴建行业滤波器的制造商，以及行业先进陶瓷的生产研发机构，既是社会的生产建设者，也是振兴中华的首批重要工业担当。

尽管先进陶瓷有许多种，甚至难以统计，但材料学家还是按其功能和用途，大致将它们分成三类。

第一类叫电子陶瓷。电子陶瓷是指用来生产电子元器件和电子系统结构零部件的功能性陶瓷。电子陶瓷主要包括电介质陶瓷、电光陶瓷、半导体陶瓷、铁电陶瓷、压电陶瓷、磁性陶瓷等。这些陶瓷除了具有高硬度等力学性能外，对周围环境的变化能“无动于衷”，即具有极好的稳定性，这对电子元件是很重要的性能，另外就是能耐高温。

第二类先进陶瓷是结构陶瓷，它是用于作结构零件的。机械工业中的一些密封件、轴承、刀具、球阀、缸套等，都是频繁经受摩擦而易磨损的零件，用金属和合金制造有时也使用不了多久就会损坏，这时，先进的结构陶瓷零件就能经受住这种“磨难”。因为它天生硬质，就是不怕磨。另外还有在高温下工作的结构零件，用一般金属和合金甚至耐热合金也“忍受”不了。如洲际导弹的端头，回收人造地球卫星的前缘，火箭尾喷管的内衬和航天飞机的外蒙皮等，在和空气摩擦时能产生几千度的高温，在这些地方，先进的结构陶瓷具有“非它莫属”的地位。

先进高温结构陶瓷按化学成分可分为：碳化硅陶瓷、碳陶瓷；氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氮化铝陶瓷；氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化钙陶瓷及增韧氧化物陶瓷。

第三类先进陶瓷是生物陶瓷，它是用于制造人体骨骼-肌肉系统、用于修复或替换人体器官或组织的一种陶瓷材料。因为它关系到人的健康和生命，属于“人命关天”的材料，所以性能特别，首先是它必须和人体组织有相容性，即用生物陶瓷制成的人体代用“零件”，在植入体内后，绝不能引起人体组织的发炎和不适应。

生物陶瓷是使人延年益寿的材料，人体到了一定年龄，各种“零件”会老化甚至坏死。这时，只要把有病变的器官或组织去掉，用生物陶瓷器件取代，人又能恢复健康。例如人的牙齿和骨骼是经常受损的“零部件”。这时要恢复牙齿和骨骼的功能，往往要借助生物陶瓷的功能。据美国统计，有两千万人无牙或缺齿，其中至少有20％是满口假牙，这些假牙就是生物陶瓷制造的。

材料学是研究材料组成、结构、工艺、性质和使用性能之间相互关系的学科，为材料设计、制造、工艺优化和合理使用提供科学依据。现代材料学科更注重研究各类材料及它们之间相互渗透的交叉性和综合性。

该专业硕士生应具有坚实的材料学理论基础和系统的专业知识。了解本学科的发展动向。掌握材料学的工艺装备、测试手段与主人技术。具有从事科学研究和解决工程中局部问题的能力。作出具有学术意义或应用价值的研究成果。

我校该学科的四个研究方向主要研究特色是：

纳米材料制备及应用：本研究方向以材料学科的学术前沿问题为主攻方向，是激光技术、纳米材料制备技术、材料物理化学、真空技术、高温氧化及腐蚀、材料磨蚀与磨损等相关学科领域相互交叉、相互渗透的一个重要研究方向。本研究方向的特色在于采用湿化学法和激光化学气相沉积法制备各种纳米陶瓷粉体，研究纳米陶瓷粉体的物理和化学性质；制备纳米陶瓷复合材料，研究纳米陶瓷复合材料的结构和力学性能。

金属及合金强化：本研究方向以材料科学前沿课题为主攻方向，侧重在有色金属及合金的性能强化、金属及合金的失效过程与强化机理、材料强化技术及特种合金的研制开发等方面。本研究方向的特色在于结合国防工业和民用工业相关材料技术领域的热点、难点、共性问题展开基础性研究和应用基础研究，以基础性的科学问题为研究起点，以材料的性能提高为目的，通过相关材料强化技术工艺手段，最终获得新知识、新材料、新技术，为国防工业和地方经济建设服务。

先进陶瓷材料：先进陶瓷材料是近20年在传统陶瓷基础上发展起来的又不同于传统陶瓷的新型材料，是国家自然科学基金、国家863计划、国家十一五科技攻关计划的重要支持方向之一。奔方向的研究重点为高性能陶瓷材料的基础应用研究——从零维陶瓷材料制备与性能表征到三维结构陶瓷、光电功能陶瓷材料的制备与性能分析，主要围绕异型纳米陶瓷刀具；多晶陶瓷闪烁体；压电陶瓷；装甲透明材料；生物复合陶瓷；陶瓷材料可靠性评价等方面开展课题研究。

高纯金属材料制备技术：高纯金属材料是金属材料发展的重要方向之一，因此其制备技术一直是材料学领域的热点问题。本研究方向从材料学和冶金学的结合和交叉点入手，是材料学研究的学术前沿领域。本方向的研究重点为超纯高温合金及高强钢的制备技术，研究特色在于合金成分设计及制备，分析冶金物理化学反应，控制高温合金及高强钢的组织及性能，从而进一步提高高温合金及高强钢的性能。

本科学校——陶瓷艺术设计专业  

清华大学 

景德镇陶瓷大学 

景德镇陶瓷大学科技艺术学院 

丽水学院 

平顶山学院 

专科学校——陶瓷制造工艺专业  

江西陶瓷工艺美术职业技术学院 

无锡工艺职业技术学院 

朔州职业技术学院 

景德镇陶瓷职业技术学院 

江西陶瓷工艺美术职业技术学院 

泉州工艺美术职业学院 

朔州职业技术学院

朔州陶瓷职业技术学院 

专科学校——陶瓷设计与工艺专业  

齐齐哈尔高等师范专科学校  

景德镇学院 

辽阳职业技术学院

湖南科技职业学院

江苏联合职业技术学院

唐山工业职业技术学院 

江西陶瓷工艺美术职业技术学院

河北美术学院

无锡工艺职业技术学院

湖南工艺美术职业学院

辽宁传媒学院 

福建艺术职业学院

广西英华国际职业学院 

晋中师范高等专科学校 

景德镇陶瓷职业技术学院 

河北工艺美术职业学院 

景德镇陶瓷大学 

苏州工艺美术职业技术学院 

贵州交通职业技术学院

上海工艺美术职业学院 

广东职业技术学院 

南昌理工学院 

淄博职业学院 

广东文艺职业学院 

淄博师范高等专科学校 

铜川职业技术学院 

福建艺术职业学院 

泉州工艺美术职业学院 

四川文化艺术学院 

晋中师范高等专科学校 

朔州师范高等专科学校 

朔州陶瓷职业技术学院 

相关数据来自阳光高考的专业知识库https://gaokao.chsi.com.cn/zyk/zybk/

中国的陶瓷专业，曾一度是世界上技术和工艺最先进的国家，但随着当代艺术文化的发展，国内的陶瓷专业有时候更像一门“老手艺”，学生在学习的过程中更多基于传统陶瓷的材料及工艺上去进行创作，因此工艺上绝对精湛，但突破不够。

相对而言，国外很多院校的陶瓷专业院校更多会从创新材料、想法、表现形式等方面去进行创作。

国家级特色专业：无机非金属材料工程、陶瓷艺术设计、机械设计制造及其自动化

江西省特色专业：雕塑、能源与动力工程、产品设计、美术学、计算机科学与技术、环境工程、工商管理、电子科学与技术

江西省品牌专业：无机非金属材料工程、陶瓷艺术设计、雕塑、机械设计制造及其自动化、视觉传达设计、环境设计、能源与动力工程、设计、工商管理、算机科学与技术、信息与计算科学、英语、国际经济与贸易、会计学

江西重点建设学科

江西省高水平学科：材料科学与工程学科、设计学

江西省“十二五”重点学科：应用经济学、电子科学与技术、动力工程及工程热物理

景德镇陶瓷大学是全国惟一一所以陶瓷命名的多科性本科高校，是全国首批31所独立设置的本科艺术院校之一、94所有资格招收享受中国政府奖学金攻读硕士（学士）学位留学生的高校之一，是中西部高校基础能力建设工程支持高校、教育部卓越工程师教育培养计划高校、教育部深化创新创业教育改革示范高校、全国创新创业典型经验高校和江西省首批转型发展试点高校，现已发展成为全国乃至世界陶瓷文化艺术交流、陶瓷人才培养和科技创新的重要基地。

学校前身是1910年创办的中国陶业学堂；1947年设置专科建制的江西省立陶业专科学校，成为当时江西省五所专科高校之一；1958年设置普通本科建制的景德镇陶瓷学院，是原轻工业部所属的八大轻工本科院校之一。1998年学校管理体制转变为中央和江西省共建，以江西省管理为主。1984年获批硕士学位授予权，2013年获批博士学位授予权，2016年更名为景德镇陶瓷大学。

学校概况：学校现有湘湖等三个校区，占地2000余亩。设有材料科学与工程学院、陶瓷美术学院、设计艺术学院、艺术文博学院等11个教学院（部、系）及研究生院、国际学院、创业学院、继续教育学院和独立学院——科技艺术学院。全日制在校生2万余人（含独立学院），其中研究生1321人（博士生78人），留学生近百人，已形成了“本-硕-博”完整的人才培养体系。现有专任教师780人，其中高级职称人数339人、博士170人，拥有国家杰出青年基金获得者、“新世纪百千万人才工程”国家级人选、全球高被引科学家、国务院学位委员会（设计学）学科评议组成员、享受国务院政府特殊津贴专家等高水平人才50余人，各类国家级艺术大师26人次，各类省级专家人才近200余人次。

学科专业：学校设有48个本科专业，3个一级学科博士点，15个一级学科硕士点和6个专业学位硕士点，覆盖了工学、艺术学、管理学、文学、理学、历史学等10个学科门类。学校在学科专业设置上，注重艺工并重、艺工商交融，突出“设计艺术和陶瓷工程”优势，构建形成了“艺术设计与陶瓷文化、陶瓷材料工程与机电、陶瓷经济与管理”三大优势特色学科群，精心培养从陶瓷材料、设计、制造到管理的全产业链高水平专门人才。“设计学”“材料科学与工程”“美术学”学科进入省一流学科建设名单，“设计学”成为江西省高校学科联盟首批牵头学科。在教育部全国第四轮学科评估中，“设计学”“美术学”2个学科位列全国第十、江西省第一，“材料科学与工程”位列江西省第二，学校综合得分位列江西省第四。

教育教学：学校拥有国家级实验教学示范中心1个、国家级人才培养模式创新试验区1个、国家级“精品视频公开课”1门、国家级精品教材1部、国家级特色专业3个、国家级工程实践教育中心4个、国家级卓越工程师教育培养计划试点专业3个、国家级“专业综合改革试点”项目1个、国家级专业技术人员继续教育基地1个、中国非物质文化遗产传承人群研修研习培训基地1个。学校坚守“脑手并用、科艺结合”的人才培养理念，将“三创”教育融入人才培养全过程，构建了第一第二第三课堂衔接互动的创新创业教育体系，形成了创意创新创业“三创合一”的独特育人氛围。近年来，学生先后获得各类国家级奖项200余项，其中，全国“互联网+”大学生创新创业大赛金奖1项、银奖2项、铜奖4项、最佳创意奖、最佳人气奖及全国大学生机械设计大赛金奖、全国税法知识竞赛金奖、“创青春”全国大学生创业大赛银奖。毕业生初次就业率良好，自主创业率高，连续六年位列全省高校第一，学校荣获全省普通高校毕业生就业工作评估优秀单位、先进单位。2018年，学校《“三创合一、艺工商融合”艺术设计人才培养模式研究与实践》项目荣获国家级教学成果二等奖，再次彰显了学校的教育教学和人才培养特色。

科学研究：学校始终致力于陶瓷材料、生产工艺、装备技术创新研究，建成了国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心（江西省首个）、陶瓷新材料国家地方联合工程研究中心等2个国家级科研服务平台和绿色陶瓷教育部工程研究中心等29个省部级科研服务平台以及省级院士工作站1个。学校拥有国家陶瓷质量检测中心、全国日用陶瓷标准化中心、全国陶瓷信息中心和中国陶瓷知识产权信息中心，形成了全方位服务并引领陶瓷产业发展的完整支撑体系，取得了国家科技进步二等奖等标志性成果，制定、修订国家标准、行业标准130余项，推动现代陶瓷工业体系的构建和陶瓷产业的升级发展。学校与全国各大产瓷区、地方政府、企业、科研院所建立了长期战略合作关系，300余项科研成果成功转化为生产力，推动了我国陶瓷产业的转型升级和科技进步。环境友好型陶瓷透水砖项目打破国外技术垄断，在江西、广东、山东、广西等产瓷区推广应用，为国家建设海绵城市提供材料支撑。2016年，学校教师课题组《用于水处理的高性能陶瓷膜》项目荣获全国科技工作者创新创业大赛金奖(江西省唯一)、《基于序列信息的蛋白质结构和功能类型预测》项目荣获江西省自然科学二等奖（一等奖空缺）；国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心获批科技部科技服务业行业试点单位（江西省唯一）。学校主办的全国中文核心期刊《中国陶瓷》、《陶瓷学报》和《中国陶瓷工业》等学术期刊，享誉国内外陶瓷界。

先进的陶瓷又叫做精细陶瓷、高技术陶瓷等等。先进的陶瓷和传统的陶瓷不一样，先进的陶瓷是以人工合成的高纯度超细粉末作为原料的，按照精选的成分来配合，在十分严格的工艺条件下通过成型、烧结和其他处理制造的。大多属于多晶烧结体，另外也有单晶薄膜、纤维和非晶陶瓷等各种形式。

传统陶瓷的缺点就是强度高，可是脆性却大、可靠性很差、机械加工以及焊接非常困难。先进的陶瓷强度很高、耐磨损、重量轻、耐高温、抗腐蚀，并且具有声、电、光、热和磁等许多方面的特殊性能。因此先进的陶瓷用途很广，从集成电路基板、电容器、变压器、传感器直到磁流体发电机电极；从人造牙齿到生物反应器，它遍布于现代科技的各个领域，所应用范围之广是任何材料都不能比拟的，因此又有“万能材料”的美称。

作为结构材料使用的先进陶瓷，现在国内外开发的大多为氮化硅、碳化硅、氧化锆和氧化铝陶瓷等等。

氮化硅陶瓷具有耐高温强度很高、抗热震性能优良、高温蠕变较小、十分耐磨、耐腐蚀以及低比重等卓越性能，是最有希望应用于热机的高温材料。

碳化硅陶瓷材料是一种超硬材料，不但在常温下性能卓越，最重要的就是其高温力学性能是现在陶瓷材料里最优秀的，从室温至1000℃的高温强度能够维持大致不变。这种材料是非氧化物陶瓷材料里最稳定的，抗氧化性能十分优越，耐各种酸、碱的腐蚀，用途非常广。

氧化铝陶瓷一般指的是含量超过70%的氧化铝陶瓷，有的又称做刚玉。它不但是传统的耐火材料、工程陶瓷，还是应用广泛的电子陶瓷，同时还是生物陶瓷。

氧化铝陶瓷非常容易烧结，容易达到理论上的密度，烧结制品呈现半透明状，对于可见光以及红外光有非常高的透光率。而且原料丰富，价格较低，已经具有十分成熟的制备工艺了。陶瓷透明以后，就可以在光学方面具有很多用途。半透明氧化铝陶瓷具有良好的透光性能，再加上可以耐高温及化学腐蚀，可以承受热冲击以及具有很高的绝缘性，替第三代光源——高压钠灯的制造提供了灯管材料。还可用于战斗机以及导弹头部的透过红外光的窗口材料等。氧化铝透明陶瓷一旦研制成功，利用类似的工艺还可研制氧化镁、氧化钇等各种透明的陶瓷。