特種陶瓷材料（又稱先進陶瓷材料）屬于陶瓷材料的一種，陶瓷材料具備優良材料特性，與金屬材料、高分子材料并列為當代“三大固體材料”。特種陶瓷按其特性和用途可分為兩大類，分別為結構陶瓷和功能陶瓷。其中結構陶瓷是指可發揮材料力學、熱學、化學、電絕緣等性能的一類特種陶瓷，常作為工程結構材料使用。

對特種陶瓷的研究，我國較早可追溯到上世紀50年代，當時主要以氧化鋁陶瓷為主。自60年代中期，我國逐漸開始從事非氧化物陶瓷的研究，主要集中在碳化物和氮化物陶瓷方面。到2000年之后，國內對于結構陶瓷在性能上，通過自主創新和引進專家、技術、工藝、裝備，對于其原材料的粒度、純度、燒成后的微結構以及工藝條件處在不斷研究開發與生產工藝的改進階段，國內企業逐步掌握了關鍵技術，并初步進入了海外市場；其中碳化硅和碳化硼結構陶瓷應用廣泛，進入快速發展期。

一、碳化硅結構陶瓷性能優異，用途廣泛

結構陶瓷發展到現在大多數是以碳化硅或碳化硼等材料為基礎，憑借其優異的高溫力學強度、高硬度、高彈性模量、高耐磨性、高導熱性、耐腐蝕性等性能，應用于窯爐器件、機床主軸軸承、化工設備、密封環、高速磨削刀具等工業民用產品，還可作為防彈裝甲材料運用于防護裝備領域。

其中，碳化硅陶瓷具有高強度、高硬度、高彈性模量、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗震性、質輕等優良特性，其高溫力學性能（強度、抗蠕變性等）是已知陶瓷材料中較合適的。

前瞻產業研究院研究整理

1、工業窯爐行業需求穩中有增，輥道窯成陶瓷窯爐發展方向

從需求端來看，根據前瞻產業研究院數據顯示，2020年中 國鋰電正極材料出貨量達到51萬噸，同比增長26.24%；2020年中 國人造石墨出貨量約為30.7萬噸，在負極材料出貨總量中的占比高達84%，較2019年水平進一步提升5.5個百分點。

在鋰電正負極、工業陶瓷等無機非金屬材料生產過程中消耗能源較多的環節就是窯爐，窯爐是陶瓷生產中比較重要的燒成設備。隨著行業更新置換與產能置換等需求，以節能、環保以及技術的革新成為當前以及未來工業窯爐發展的重點。

工業窯爐按坯體運載工具可分為有輥道窯、隧道窯、梭式窯、窯車窯、推板窯、輸送帶窯、步進梁式窯和氣墊窯等類型。其中輥道窯作為工業窯爐中高產低耗能類先進窯爐，相較其他窯爐，輥道窯生產易于自動化，為企業省去了較多的人力物力并且操作方便，生產效率高，成為陶瓷窯爐的發展方向。輥道窯占工業窯爐總數約35%,并且比重逐年提高，未來隨著陶瓷行業更加嚴苛的環保及節能要求和大規模定制產品陶瓷生產，窯爐輥道化將成為行業主流。按2021-2025年每年以5%的增長率增長，2021年中 國輥道窯市場規模達199.50億元，預計2025年市場規?？蛇_到352.85億元。

2、窯具保持良好發展態勢，碳化硅輥棒跨入快速發展階段

窯具是窯爐的關鍵配件，輥道窯需求的增長對窯具提出了更高的質量要求。碳化硅輥棒作為輥道窯的關鍵配件之一，主要用于高溫窯爐的承重結構架，起著承載、支撐、傳遞和保護被燒制品的作用。

因其具有耐高溫、導熱性能好、耐磨性強、抗熱震、抗氧化、耐驟冷驟熱，耐酸堿腐蝕、使用壽命長等優良特性，在自重和制品的荷重作用下，不斷裂、不彎曲、不變形，可大幅度縮短燒成時間，提高陶瓷產品的產量和質量，節能效果顯著。

綜合碳化硅輥棒增量及存量市場數據，近幾年，碳化硅輥棒保持良好發展態勢，2021年我國碳化硅輥棒規模達52.63億元，預計未來碳化硅窯爐具規模將持續增長，有望在2025年達到近121.70億市場規模。

二、碳化硅、碳化硼結構陶瓷性能優越，為軍事裝甲和空間領域材料方面的良好選擇

自21世紀以來，防彈陶瓷發展迅速，種類較多，包括氧化鋁、碳化硅、碳化硼、氮化硅、硼化鈦等，目前國內關于防彈陶瓷的生產單位中碳化硅和碳化硼防彈居多。

碳化硅陶瓷密度相對較低，硬度較高，屬于性價比較高的結構陶瓷，因此也是目前國內應用比較廣的防彈陶瓷。碳化硼陶瓷在這幾種陶瓷中密度低，硬度高，是目前已知材料中硬度僅次于金剛石和立方氮化硼的超硬材料，其熱膨脹系數低，導熱率較高，具有很好的化學穩定性，耐酸耐堿腐蝕，還具有很好的吸收中子能力，這是其它陶瓷材料不具備的，其對加工工藝的要求也很高，因而成本也是陶瓷材料中較高的。憑借優良的性能，碳化硅和碳化硼陶瓷材料成為了軍事裝甲和空間領域材料方面的良好選擇。

1、國防需求日益攀升，碳化硅、碳化硼等防護裝備等材料存在持續增長的市場規模

為適應世界新軍事革命發展趨勢和國家安全需求，中 國全面推進國防和軍隊現代化建設，全面深化國防和軍隊改革，我國國防預算從 2010 年的 0.53 萬億元增長到 2022 年的 1.45 萬億元，年均增長率8.75%?！缎聲r代的中 國國防》白皮書提及，2012年以來增長的國防費主要用于，加大武器裝備建設投入，淘汰更新部分落后裝備，升級改造部分老舊裝備，研發采購航空母艦、作戰飛機、導彈、主戰坦克等新式武器裝備，穩步提高武器裝備現代化水平。

數據來源：財政部

隨著國內軍改各項措施陸續落地，組織管理體系進一步優化，軍方裁減冗員的同時需保證戰斗力提升，對先進軍用裝備的需求進一步增強。2020年2月21日，中 國人民解放軍陸軍裝備部在全軍武器裝備采購信息網加發布通用型防彈背心（插板）和強型防彈背心（插板）招標公告。對通用型防彈背心（插板）共采購93萬套，每套包含2塊防彈插板，總限價73.97億元；對加強型防彈背心（插板）共采購46.70萬套，每套包含2塊防彈插板，總限價60.23億元。

碳化硅、碳化硼材料作為高等級防彈衣的核心部件，在戰場上對保障指揮員和士兵生命、提高戰斗力發揮著重要作用，同時，還可用于坦克、裝甲車、直升機、地下工事、指揮所、防彈帳篷及艦船等武器裝備的裝甲防護?；谖覈鴩佬枨?、經濟體量、防御性國防政策，我國軍工行業預計在較長時間內保持穩定增長的趨勢，結構陶瓷材料制作的新型防護裝備采購有望放量增長。

三、碳化硅、碳化硼結構陶瓷制備技術工藝提升，應用場景還將不斷擴大

目前，碳化硅、碳化硼等結構陶瓷生產中用到較多的反應燒結、常壓燒結和重結晶燒結三種陶瓷材料制備方法，均有其獨特的優勢，且所制備的陶瓷材料顯微結構和性能及應用領域也有不同。

研究人員對碳化硅、碳化硼燒結機理、燒結助劑、燒結方法、致密化過程進行了大量研究和探索工作，先后發展了各種燒結技術，包括反應燒結、常壓燒結、重結晶燒結、熱壓燒結、熱等靜壓燒結，以及新型燒結技術，如放電等離子燒結、閃燒、振蕩壓力燒結等，獲得致密的結構陶瓷材料。隨著燒結工藝的發展，碳化硅、碳化硼等陶瓷材料綜合性能不斷提升，應用場景不斷增加，通過進一步改進工藝、完善燒結助劑、發展新的燒結技術，從而有效降低燒結溫度，細化晶粒，業界還將制備出性能更佳的碳化硅、碳化硼等材料結構陶瓷材料，提升國內工業技術水平。