在醫(yī)療器械、航空航天、半導(dǎo)體及機器人等高精尖領(lǐng)域，先進陶瓷材料憑借其高強度、高精度、耐高溫、生物相容性好等優(yōu)異性能展現(xiàn)出越來越廣闊的應(yīng)用前景。不少企業(yè)敏銳地捕捉到這一趨勢，積極開拓這一賽道。比如，近日中國粉體工業(yè)萬里行團隊走訪的以金屬加工工藝見長的上海裕紀金屬制品有限公司就深刻洞察到陶瓷加工技術(shù)的重要應(yīng)用價值和旺盛的市場需求，從見長的金屬加工工藝技術(shù)延伸，并依托與華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院建立的長期產(chǎn)學(xué)研合作，共同攻克高性能陶瓷材料研發(fā)的核心難題，成功實現(xiàn)了向先進陶瓷領(lǐng)域的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

核心技術(shù)積累：從材料到設(shè)備的全流程自主研發(fā)能力

盡管陶瓷材料在耐磨、耐高溫、耐腐蝕、電絕緣等方面表現(xiàn)優(yōu)異，但同時也存在著難加工、脆性高、成型困難等天然短板，華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程院在陶瓷材料的基礎(chǔ)研究與新技術(shù)的開發(fā)上積累了豐富的經(jīng)驗，為此上海裕紀通過與其綁定深度產(chǎn)學(xué)研合作，構(gòu)建了覆蓋先進陶瓷全流程的核心自主能力支撐體系——從高性能粉體、增韌纖維、專用分散劑，到關(guān)鍵的高固含量低粘度陶瓷漿料，乃至工業(yè)級3D打印設(shè)備，目前均可實現(xiàn)市場化開發(fā)。

1、高性能陶瓷喂料制備技術(shù)

要得到微觀結(jié)構(gòu)均勻、密度高的陶瓷素坯，使其發(fā)揮優(yōu)異性能，其關(guān)鍵就是需要制備低粘度和高固相含量的陶瓷漿料。然而由于超細陶瓷粉體本身難于在粘接劑中均勻分散，加上隨著陶瓷固相含量的增加，粉體顆粒之間的距離縮短，相互作用變強，會使粘度增高，因此高固相含量與低粘度二者往往不可兼得。

為了緩解陶瓷漿料高固相含量與低粘度相沖突的問題，上海裕紀首創(chuàng)性的合成了一種低聚合度極性分散劑，能夠?qū)⑽沽险扯冉抵?000mPa·s（顯著低于傳統(tǒng)漿料的20000mPa·s）。這一突破性漿料為精密成型工藝奠定了材料基礎(chǔ)，使其能夠直接成型中心大面厚度 <0.7mm 的超薄結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)所有工藝孔一次性精準成型（無需額外CNC加工），且一次性成型精度達 ±0.02mm 。目前，該成果廣泛應(yīng)用于3D打印、注漿成型、流延、壓電陶瓷、醫(yī)療及航天器件等領(lǐng)域，產(chǎn)品涵蓋氧化鋯、氧化鋁、氮化硅、氮化鋁等高端陶瓷材料，也應(yīng)用不銹鋼等金屬產(chǎn)品的注射成型。

上海裕紀部分金屬及陶瓷產(chǎn)品展示

2、高強高韌氧化鋯陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)

在原料的制備技術(shù)上，上海裕紀擁有分散納米氧化鋯粉體制備技術(shù)，具備粉體粒徑為50-100nm、高分散性的氧化鋯粉體的生產(chǎn)能力(市場上普遍為500-1000nm)，能夠?qū)⒀趸喬沾傻臒Y(jié)溫度從1600℃顯著降低到1400-1500℃，同時實現(xiàn)58vol%的超高裝載量，使得燒結(jié)密度達到100%理論密度。結(jié)合自研的納米陶瓷纖維增韌技術(shù)，可以通過橋聯(lián)方式有效阻止裂紋生長，使其氧化鋯陶瓷產(chǎn)品相比友商競品，抗彎強度提升了20%-50%（≥1200Mpa），斷裂韌性提升了30-50%（ ≥12 MPa·m1/2），達到了國際頂尖性能水平，但是，產(chǎn)品價格卻降低了40%。

小結(jié)

上海裕紀金屬制品有限公司依托金屬加工工藝的深厚積淀，并通過產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)，成功突破高性能陶瓷材料研發(fā)與制造的核心技術(shù)瓶頸，構(gòu)建了從材料到設(shè)備全流程的自主研發(fā)能力，實現(xiàn)了向先進陶瓷領(lǐng)域的戰(zhàn)略躍升。不僅大幅提升了陶瓷產(chǎn)品的性能指標，更以突破性的3D打印技術(shù)開啟了高端陶瓷個性化制造的新篇章，為賦能醫(yī)療器械、航空航天、半導(dǎo)體等高端產(chǎn)業(yè)升級開辟了新路徑。

中國粉體工業(yè)萬里行