2021年7月22日，英國米德蘭工業(yè)陶瓷集團(tuán)（The Midlands Industrial Ceramics Group，MICG）宣布已獲得1827萬英鎊的政府資助，這筆款項將在未來四年內(nèi)用于英國中部工業(yè)區(qū)建設(shè)先進(jìn)陶瓷企業(yè)集群。MICG并非一家公司，而是2020年英國正式脫歐后，由政府牽頭新成立的一個行業(yè)組織，從名稱上就可以看出它成立的目標(biāo)——即在英國米德蘭工業(yè)區(qū)建設(shè)陶瓷產(chǎn)業(yè)集群，提升英國先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)在全球市場的競爭力。MICG成員包括先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈中的上市公司、中小企業(yè)，以及大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)，其成員列表中包括著名的勞斯萊斯集團(tuán)（Rolls-Royce），也有本文主角——以先進(jìn)陶瓷材料聞名卻又相對低調(diào)的摩根先進(jìn)材料公司（Morgan Advanced Materials）。

引言——摩根與商飛C919

目前，中國商飛C919大飛機(jī)正在開展密集取證試飛，其引進(jìn)了部分國外先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)支持，其中就有摩根開發(fā)的，用于制造渦輪發(fā)動機(jī)空心葉片中空氣通道的陶瓷芯。

發(fā)動機(jī)設(shè)計使用空心渦輪葉片和葉片，以減輕整體重量，并提供內(nèi)部冷卻通道，以防止葉片在使用時過熱。為了實現(xiàn)所需的重量輕和堅固性相結(jié)合的空心葉片，在鑄造部件的過程中，陶瓷芯被放置在模具的中心作為一種犧牲材料以留出空位，正是摩根位于江蘇宜興的陶瓷芯制造廠接受商飛委托完成這項工作。

摩根業(yè)務(wù)架構(gòu)

摩根涉及的材料、產(chǎn)品、市場種類和數(shù)量眾多，以組織架構(gòu)而言，其分為熱產(chǎn)品（Thermal Products）、碳與技術(shù)陶瓷（Carbon and Technical Ceramics）兩塊。其中熱產(chǎn)品部門又由熱陶瓷、熔融金屬兩大業(yè)務(wù)板塊構(gòu)成；碳與工業(yè)陶瓷部門則分為電子碳素、密封件軸承，以及技術(shù)陶瓷三塊。本文聚焦摩根陶瓷業(yè)務(wù)，尤其是創(chuàng)新領(lǐng)域部分，將其單獨呈現(xiàn)如下：

熱陶瓷（Thermal Ceramics）

摩根熱陶瓷在中國的銷售和制造業(yè)務(wù)有三家公司，分別位于湖北荊門、上海浦東、江蘇無錫（宜興）。該業(yè)務(wù)主要生產(chǎn)銷售各種耐火陶瓷纖維產(chǎn)品， 產(chǎn)品類別有陶瓷纖維散棉、陶瓷纖維毯、陶瓷纖維板、陶瓷纖維紙、陶瓷纖維氈、陶瓷纖維模塊、陶瓷纖維紡織品和陶瓷纖維真空成型制品等。

創(chuàng)新及應(yīng)用

摩根開發(fā)的Superwool專利低生物持久纖維可耐1450℃（2600℉），被設(shè)計開發(fā)用于替代RCF材料；Kaolite專利AHR單晶則是摩根開發(fā)用于降低堿水解風(fēng)險的解決方案。這些技術(shù)除了用于傳統(tǒng)石化、金屬冶煉等行業(yè)，還有助于車輛設(shè)計者在整個發(fā)動機(jī)、排氣、控制和電池系統(tǒng)中實現(xiàn)最佳熱管理和被動防火；高溫燃料電池（SOFC和MCFC）的管道保溫；冷鏈中的溫度控制等。

密封件和軸承（Seals and Bearings）

摩根密封件和軸承在中國的銷售和制造業(yè)務(wù)有一家公司，位于上海閔行。該業(yè)務(wù)主要生產(chǎn)銷售泵和旋轉(zhuǎn)部件（如軸、閥板、葉片和轉(zhuǎn)子），涉及到的陶瓷材料主要包括氧化鋁、碳化硅、氧化鎂等。

創(chuàng)新及應(yīng)用

食品和飲料、制藥和化妝品工廠使用的清潔泵的制造可能會受到對環(huán)境有害的聚合物微球禁令的影響，摩根使用多孔碳化硅（SiC）制造的一種新型微結(jié)構(gòu)被引用為答案，它提供有效的孔隙形成，幫助泵工作更長時間。“我們的新牌號在密封面上提供了隔離的圓形孔，這些孔起到了‘口袋’的作用，可以保留加工液進(jìn)行有效潤滑。這對于食品或醫(yī)藥應(yīng)用來說，比石墨基的干潤滑系統(tǒng)更可取，因為石墨基干潤滑系統(tǒng)會增加不希望的污染風(fēng)險。”

技術(shù)陶瓷（Technical Ceramics）

摩根技術(shù)陶瓷在中國的銷售和制造公司有一家公司，位于江蘇宜興。該業(yè)務(wù)涉及產(chǎn)品類別眾多，比較有特色的包括工業(yè)陶瓷涂料、陶瓷芯（包括前文商飛C919用到的產(chǎn)品技術(shù)支持）、可加工微晶玻璃、陶瓷金屬化、熱解氮化硼包覆、氮化硅/塞隆陶瓷、濺鍍靶材等等。

特色技術(shù)與產(chǎn)品

陶瓷芯（Ceramic Cores）采用多孔陶瓷材料制造，多孔陶瓷材料由二氧化硅、氧化鋁和鋯石組成，主要用于形成在熔模鑄造工藝中加工的過小或過復(fù)雜的型腔。這些核心主要在航空航天和工業(yè)市場上發(fā)現(xiàn)，但醫(yī)療保健、體育和汽車市場的需求正在增長，如矯形器械和牙科設(shè)備。陶瓷芯和金屬之間有最小的相互作用，低的熱膨脹系數(shù)確保了在鑄造過程中，當(dāng)熔融金屬吞沒它時，型芯的尺寸保持穩(wěn)定，多孔則是為了使之更易于通過化學(xué)反應(yīng)滲出，從而留下空腔。

顧名思義，可加工微晶玻璃可以用普通的后加工工具快速加工成復(fù)雜的形狀，而且不需要昂貴的后加工工具。它的連續(xù)使用溫度為800℃，峰值溫度為1000℃，其熱膨脹系數(shù)與大多數(shù)金屬和密封玻璃匹配。它在高壓、各種頻率和高溫下，它是一種優(yōu)良的絕緣體。在真空環(huán)境和適當(dāng)高溫下也不會放出氣體。它往往可以用在航空航天、醫(yī)療、微波設(shè)備窗口、焊接噴嘴等。

陶瓷金屬釬焊、涂層技術(shù)的需求正在上升，兩種材料的無縫銜接可以起到1+1＞2的效果，根據(jù)應(yīng)用市場的差異，解決方案也各不相同。釬焊組件范圍包括氧化鋁、氧化鋯、zta、氮化硅、藍(lán)寶石、CVD碳化硅以及C-SIC等復(fù)合材料，根據(jù)生物相容性、高溫、耐腐蝕、膨脹性能等不同需求選擇傳統(tǒng)釬焊材料（銅、金、銀、貴金屬共晶）或無氧銅、不銹鋼、低碳鋼、蒙乃爾合金、可伐合金、鎳和鈦合金、鉑、鉑銥、鈮、鎢等。

高純度熱解氮化硼（PBN）由于其化學(xué)惰性、熱穩(wěn)定性、抗熱震性、電絕緣性和各向異性熱性能，是一種極好的石墨部件涂層材料。這些獨特的性能不僅延長了加熱器的使用壽命，而且在加熱器應(yīng)用中提供了電氣擊穿保護(hù)。PBN還用于制作半導(dǎo)體行業(yè)用分子束外延（MBE）坩堝，它不會污染沉積系統(tǒng)，并且可提供均勻的溫度，擁有較長的使用壽命。

賽隆陶瓷(Sialon)即氮化硅和氧化鋁的固溶體，根據(jù)結(jié)構(gòu)和組份的不同，在硬度、斷裂韌性、抗氧化等方面也有不同表現(xiàn)，可根據(jù)不同應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整。

相比蒸發(fā)鍍膜而言，濺鍍在表面粗糙度、電阻值、晶粒尺寸均勻性、成份與組織均勻性、異物（氧化物）含量與尺寸、導(dǎo)磁率、超高密度與超細(xì)晶粒等方面都更有優(yōu)勢。從94%到99.99%的氧化鋁濺射靶適用于各種應(yīng)用，包括耐磨涂層、介電涂層和阻擋層涂層；CVD SiC濺射靶是高純度SiC薄膜沉積的最佳選擇，適用于高要求的應(yīng)用，如半導(dǎo)體加工和搬運、磁盤驅(qū)動磁頭的制造。

摩根發(fā)展簡史

1856年，倫敦成立了一家石墨坩堝工廠，并在1881年正式更名摩根坩堝公司，隨后應(yīng)工業(yè)電氣設(shè)備市場需求繼續(xù)拓展了換向器電刷，滿足包括發(fā)電機(jī)、鐵路、電車網(wǎng)絡(luò)的需求。20世紀(jì)初，摩根開始穩(wěn)健擴(kuò)張，開始在英國、美國、俄羅斯、德國建立新的生產(chǎn)基地。20世紀(jì)前半葉，摩根聚焦碳材料技術(shù)，除了坩堝、碳刷，還陸續(xù)推出了碳涂層、密封件、軸承等產(chǎn)品。

摩根集團(tuán)在20世紀(jì)后半葉通過收購快速開疆辟土，到90年代初已經(jīng)發(fā)展為在80個國家擁有200家公司的龐然巨物，并且業(yè)務(wù)范圍也從碳材料拓展到了先進(jìn)陶瓷和復(fù)合材料。直至2013年，公司經(jīng)過整合重組，正式更名為摩根先進(jìn)材料公司，在材料科學(xué)、專業(yè)制造和應(yīng)用工程領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位。

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