根据自身的产业优势区位优势发展高端产业链
一、新疆建设兵团资源丰富
1.土地资源2006年，全兵团土地总面积万公顷，农用土总面积万公顷，其中耕地万公顷，园地万公顷，林地万公顷，牧草地万公顷，建设用地万公顷，未利用地万公顷，其他农用地万公顷。
2.水利资源
截至2006年底，兵团拥有水库125座，总库容亿立方米。机电井11305眼，其中，已配套11131眼。供水能力每秒立方米，是年提水量亿立方米。水利工程年供水量亿立方米，其中，农业供水亿立方米，工业供水亿立方米，城乡生活用水亿立方米，生态用水亿立方米（工业、城乡生活和生态用水为不完全统计）。
3.生物资源
新疆温带作物齐全，粮食作物以小麦、玉米、水稻为主。兵团的陆地棉、长绒棉和彩棉、甜菜、油料作物、啤酒花、番茄酱的产量、质量居全国农垦之首位。棉花单产和人均占有量居全国第一，全年棉花产量100多万吨，甜菜产量145万吨左右，马铃薯估计20万吨。
其中有经济和药用价值的有1000余种、稀有植物有100余种，如甘草、贝母、红花、雪莲、大芸、麦冬、当归、党参、阿魏、肉苁蓉、泰艽、麻黄、枸杞、青竺等。新疆维吾尔自治区甘草面积和产量占全国首位，兵团拥用甘草面积万公顷。
4.旅游资源
新疆及兵团的旅游资源十分丰富。新疆是我国通向亚欧的桥头堡。这里地域辽阔、物产丰富，山川多姿多彩，古迹遍地、民风独特，既是举世闻名的古丝绸之路，又是联通亚欧的第二大陆桥，既是瓜果之乡、宝石之乡，又是中华民族宝贵的维吾尔、哈萨克等少数民族优秀文化之乡。
二、建立新的发展理念
把新疆建设兵团发展成为城乡一体化，生态高新技术产业系列化，人文思想多元化，特别注重人文关怀与和谐共生的建设。
高新技术产业新疆建设兵团区是实现新疆建设兵团参与新一轮城市之间竞争，打造区域融合、空间拓展、产业优化、环境美化的生态新疆建设兵团的战略平台。依据这一目标，要全面贯彻“全方位、多元化”的理念，在产业创新、空间创新、环境创新、制度创新、经营创新等多个方面寻求突破，高科技产业与高端服务业、高品质环境相结合成为未来新疆建设兵团发展的显着标识。
这一规划蓝图须综合分析了当前新疆建设兵团发展趋势，通过解读国内外城乡发展案例，综合考虑自身环境和资源特点，提出以“生态”和“创新”作为自身发展主题，倡导全面、协调的可持续发展理念和紧凑集约的发展模式，倡导生态理念，以“绿色、创新、共融”作为新疆建设兵团发展的核心理念。“绿色”主要体现为独具特色的生态环境和精明增长的发展模式；“创新”主要体现为科技兴新疆建设兵团和提高自主研发水平；“共融”则更多地体现为
新疆建设兵团的人文关怀与和谐共生，以此，促进新疆建设兵团的人才发展壮大。
产业发展上，要依托新疆建设兵团产业等的外向型特征，以种植、养殖、生物制药、新材料等高新技术产业为重点，积极发展现代服务外包产业，吸引国内外知名科技企业进入。同时，加强自主创新能力的培育，形成新疆建设兵团科技创新的“枢纽”，建立新疆建设兵团的科技创新体系，参与国内外竞争，融入全国产业版图。
空间发展上，要兼顾地区内独特的资源禀赋和现有发展基础，在“草原·森林·田地”的区域空间构架下，采用“生态经络，草原-森林-田地链”的空间发展理念，以科技创新发展引擎为核心，按照“内外并举”的发展模式，形成多链状空间发展格局。依托水系整治和生态安全要求，规划用地布局形成“岛”（相对独立的生态产业体系和产业链）状特征，以快速交通和生态网络为纽带，串联东部创“新岛群”、“中央科技岛群”、“西部创智岛群”，各岛群内组织多个特色鲜明的产业园区。
三、重点发展的产业链
（一）棉花产业链
纺织品一直是中国第二大类出口商品。中国已是当今世界生产、消费、进口棉花最多的国家。中国的棉农有一点五亿人，棉纺及其服装行业也有一
千三百多万人。新疆棉区农民的主要收入来源于棉花。新疆棉花总产高达二
百七十万吨，仍然超过全国棉花产量的三分之一；新疆建设兵团全年棉花产
量113万吨左右，占新疆一小半。因此，新疆建设兵团要利用这一优势发展
这一产业链。
1.棉花生产、加工和销售一体化建设
针对棉产业链长、行业分割，联动效率低等问题，要以市场为导向，可采取专用品种---专用棉---专用纱棉纺织产业一体化思路，以棉花生产产前、产中、产后各环节的关键技术研究示范为突破口，打破部门行业界限，理顺棉产业上、中、下游关系，形成以技术为支撑的专用棉品种育繁、原棉生产、收购加工、纺织、销售等为一体的技术体系，开展棉纺产业一体化的实践，实现棉纺产业一体化各环节的技术标准对接和生产全过程质量控制，推进了新疆棉花纤维类型的多样化和专用棉的规模化生产和棉花品种选育、原棉生产与纺织市场需求的对接，促进了棉农增收，实现产业联动，有效地降低棉农的市场风险，实现了棉花科技与棉纺产业的紧密结合。
依托棉花资源优势，出台了鼓励扶持棉花加工业发展的优惠政策，积极发展纺织、印染和服装深加工等项目。
2.发展棉花副产品开发利用和深加工技术产业链
棉花副产品资源丰富，开发利用的价值非常大。近十几年来，棉籽是棉副产品深加工方面开发力度最大的，也是与棉花加工行业关系最密切的。
⑴棉籽的经济价值
棉籽中含棉仁50%～55%，棉仁中含棉油30%～35%、蛋白35%～38%、棉酚%～%。棉籽仁富含蛋白质和多种氨基酸，其含量是小麦的1-2倍，粉碎后用途广泛。棉籽壳含纤维素、木质素和氮、磷、钾等营养成分，且酸碱适中、保
水通气，也是理想的食用菌培养基因。
⑵棉花秸秆的经济价值
棉杆含有大量纤维和木质素，其化学成分与木材相同，棉花秸秆经过粉碎、发酵可以做成造纸原材料，利用棉花秸秆造纸1吨就可以挽救17棵大树，为创造节约型社会贡献了一份力量。
鲜棉杆剥皮可制棉杆纤麻袋，棉杆梢可作香菇、木耳等食用菌的培养基因。
⑵脱酚棉籽蛋白新工艺及经济利用价值
为了充分利用棉籽资源，国家将棉籽脱酚技术列入重点科研攻关计划。一些相关科研单位和高校相继进行研发取得一系列成果。脱酚棉籽蛋白技术获国家发明专利，是唯一实现棉籽脱酚工业化生产的技术发明专利，获得国家级火炬计划证书。
①工艺特点。
脱酚棉籽蛋白新工艺采用两种溶剂分步萃取，低温一次浸出棉蛋白生产线既保证了脱酚棉籽蛋白产品的营养价值，又解决了生产成本高的问题，并且保证了油品的质量和脱酚彻底(游离棉酚≤%，满足WHO/FAO/UNICEF国际组织规定的食用级棉蛋白游离棉酚含量不大于%的要求)，还能去除棉籽在储藏过程中产生的其他有害毒素。此项目经过十余年的开发和完善，现已进入成熟期。
这项技术研发的成功及推广应用为大规模利用棉籽蛋白资源开辟了一条崭新的途径，在一定程度上缓解了我国饲料行业和养殖行业的迅速发展与我国植物蛋白匮乏之间的矛盾。
②经济利用价值。
中国农业科学院饲料研究所对大量的试验报告分析得出：棉蛋白在肉鸡、蛋鸡喂养中与豆粕对照组比较，其肉料比、产蛋率都优于对照组。用于猪的养
殖试验效果良好。在奶牛生产中做了大面积的试验，试验组的奶牛产奶量明显提高。在水产饲料中的应用可部分替代鱼粉，经济效益十分明显。
③我国畜牧生产评价。
我国的棉籽总量为950～1100万吨，可生产棉蛋白380～440万吨。不仅有效地缓解了植物蛋白的供需矛盾，提高了棉籽的附加值，也给饲料企业、养殖企业乃至农民养殖户带来可观的效益。在棉花加工和油脂行业中对这项技术的认同度越来越高。
④后续开发前景。
脱酚棉籽蛋白可替代大豆蛋白用于肉制品中，酶解后的脱酚棉籽蛋白产品可以作为调味品和保健品使用。棉酚的提取研发正在进行中，棉酚及其衍生物也可作为抗氧化剂在化工、橡胶、航天等行业应用。在医药方面，用于治疗子宫肌瘤、宫颈炎、疟疾、癌症等疾病的药物已经开始大量出现。
⑶其它
①棉籽壳的深加工可提取糠醛、木糖醇、羧甲基纤维素、乙酰丙酸(用于医药、油漆、涂料、农药等行业)、邻醌植物激素(促进植物生长、提高移栽成活率)。
②油脚深加工可开发生物柴油(用于国防)、脂肪酸(用于橡胶、塑料、杀虫剂、杀菌剂、防水涂料)、甘油(炸药、化妆品)。
棉副产品的综合利用是棉花加工体系的一个重要组成部分。充分开发利用棉副产品，延长棉花加工产业链，提高其附加值，增加棉花加工企业效益，对推动棉花行业的产业化经营具有积极的作用（来源：江苏省棉花协会）。
（二）绿色塑料生产及产业链
(1)利用生物技术发展“绿色”塑料
可以利用马铃薯、麦杆、玉米杆和甜菜等生产“绿色”塑料,形成综合开发利用高附加值产业链。
典型案例
最近，几支意大利足球队的球员穿上了一种新型特殊面料制成的运动服，虽然外表看起来和普通棉质运动衣没什么两样，但这种运动衣的吸汗性是棉质服装的3倍到4倍。让人有些意外的是，意大利足球队球员穿的这种运动服是“中国造”。它是吉林省大成生化集团公司用玉米纤维制成的，成本只有几十元，在市场上可卖到500多元，不仅为生产企业带来了可观的经济效益，而且环保、没有污染。除此而外，玉米还能做成漂亮的透明包装盒、随身听机身以及笔记本电脑外壳。这些制品使用后经过掩埋可以完全分解。
我国是生物发酵工业的大国，青霉素、维生素C、酒类、酱油、醋等发酵工业产品的产量都是世界第一，发酵工业产品产值达4500多亿元。但是，由于技术落后，效益低、原料消耗多、污染严重等问题还十分突出。专家认为，现代生物技术有可能对传统发酵工业进行全面的技术改造。此外，生物材料部分替代石油化工材料，生物催化剂部分替代化学催化剂已经成为新趋势，制造业正在刮起“绿色”之风。
生物材料将替代部分化工材料，形成新型材料产业。据预测，我国未来每年需要进口乙烯等塑料制品原材料2000多万吨，约需花费2000多亿元人民币。而运用现代生物技术，可以利用玉米、小麦、甘薯、甜菜和马铃薯，以及农作物秸秆生产乙烯、聚乙烯等化工原料，进一步生产医用材料、衣服、新型化工产品等，创造一个新兴的生物材料产业。生物材料与化石材料比较，具有生产成本低、使用安全、环境污染少、可降解等优点。特别是在医用材料方面，比
如手术缝合线、骨针、支架等等，没有污染、不会生锈和老化变性，这是传统塑料、金属材料无法比拟的。
生物催化将逐步替代化学催化，降低生产成本，减少环境污染。我国化学原料和化学制品制造业企业达万家，传统化工、造纸、纺织、食品、发酵等工业领域大量使用化学催化剂，导致环境污染、生产成本上升等问题。而运用现代生物技术，用生物催化替代化学催化，用生物染料替代化学染料，将使这些传统工业领域的生产工艺与手段发生根本改变，减少化学污染物排放，大幅度降低生产成本，加速传统产业升级。以酶制剂为例，作为一种生物催化剂，酶制剂在我国的销售额只占全世界的4%左右，与国际先进水平相比，我国酶制剂工业还有一倍以上的潜力，带动的相关工业产值将达上千亿元。
生物技术将催发新型食品工业，提高健康水平，增加农产品附加值。我国食品加工业共有企业近10万个，农产品加工业产值仅为农业产值的40%，而发达国家农产品加工业的产值是工业产值的3倍。按此比例计算，我国食品工业产值至少还有50%的潜力可挖。我国保健食品产值低，与发达国家也有很大差距，现代生物技术将能够生产新型添加剂、保鲜剂，加速第四代食品————功能食品的形成，不仅能大幅度提高食品安全水平，而且能够增加农产品的附加值，增加农民收入。依靠现代生物技术还能够生产新型的饲料添加剂、饲用氨基酸等，加速我国饲料工业与国际接轨，大幅度提高畜牧业的整体效益。此外，利用生物技术可以提升酒精、糖、味精等产业的技术水平，有可能降低生产成本30%至50%左右，有效提高产品质量，还可以对工业废料进行生物处理，解决这些产业较为严重的环境污染问题。
美国布鲁克海文国家实验室的科学家及陶氏益农公司共同合作研制出一种基
因植物，基因植物的主要用途不是供人类食用，而是作为制作绿色塑料的原材料。
据研究人员介绍，植物的种子均含有脂肪酸，脂肪酸可作为普通塑料块的构建成因。用植物作为原材料生产塑料变得越来越普遍，举例说明，现在许多塑料容器含有聚乳酸(polylactic acid)成份，聚乳酸是一种丙交酯聚酯，而聚酯是来自玉米淀粉或糖甘蔗的副产品。虽然植物开始进军塑料原材料市场，但总体而言，大部分制作塑料的原材料还是来自石油或煤炭。于是科学家找出原因，最后总结出改良植物基因方法——增加植物基因内的塑料前体化合体，这种方法的另一好处，就是不会影响正常的粮食供应。
研究植物的生物学家一直希望能改良出含有大量奥米加7(Omega-7)脂肪酸的植物，它是用来制造塑料所需的化合物。研究人员需要不断反复进行测试，尝试将不同的基因加入不同种类的植物种子里，如名为马利筋和猫爪藤的植物，再检试萌芽植物的脂肪酸含量是否达标，其中最常见的实验室植物拟南芥，研究人员已开始将基因注入其种子。
研究人员需要连同拟南芥的新陈代谢过程作出改良，研究最终发现，在代谢中加入人工酶，就能制造出含大量的奥米加7脂肪酸的拟南芥。
带领这项研究的布鲁克海文国家实验室科学家尚克林指出，假若要制造出含聚乙烯的塑料材料，还要需要提炼出基因植物油。到目前为止，更多的实验及加强植物油的提炼技术是必须的。尚克林相信，含脂肪酸的基因植物拟南芥将广泛出现在人类生活中。
塑料已经走进了我们的生活，但用完后如何处置它却让人发愁。有了深圳的一项新技术，今后你就不用再发愁了。因为，这些“塑料制品”都是用可降
解原料制成的。
昨天，记者在深圳市奥贝尔科技有限公司了解到，该公司已成功完成了可完全生物降解材料PHAs（聚羟基烷酸酯）产业化中试，目前正积极筹建国内第一条年产5000吨以上的可完全生物降解材料生产线。
玉米秆变环保薄膜
“你看看这张薄膜与普通的薄膜有什么区别？”昨天，刚刚踏入奥贝尔公司的中试室大门，该公司董事长钟路华随手从一字排开的塑料制品中展开一张薄膜，给记者出了这样的一道“难题”。
左看右看，记者愣是没看出什么门道来。
“别看这张薄膜看起来与普通薄膜没两样，它所采用的原材料全部来自农作物和植物，废弃后可完全生物降解成二氧化碳、水，100％回归大自然。”钟路华笑呵呵地亮出了谜底。
在中试室，随处可见的小玻璃瓶子，里面装着颜色各异、大小不一的颗粒。还有一个实验器皿里，装着一些白色的类似泡沫卷成一团的东西。这泡沫摸起来软软的，闻不到任何刺激性的异味。钟路华说，玻璃瓶内的颗粒与器皿里的泡沫就是可完全生物降解材料———聚羟基烷酸酯及其共聚物PHAs。而刚才所见的薄膜和塑料袋，正是这些降解材料压制而成的。
生物降解材料减成本
目前，我国市场上使用的很多降解塑料，大多是在不可降解的材料中添加一些光解材料或少量淀粉使其分解为小粉末，并没有真正意义上的降解，其对环境的污染及危害依然存在。同时，我国以石油为原料的塑料工业由于石油资
源逐渐减少，造成塑料制品的成本节节上升。
“用PHAs做成的塑料袋和薄膜，即使废弃了，也可以实现降解，成为二氧化碳和水，重新成为农作物所需的养料。”奥贝尔的技术人员介绍说，PHAs 产品具有生物相容性、生物可降解性、压电性及良好的使用与加工性能，可进行拉丝、模压、热注塑加工成型，能替代大部分石油来源的塑料，可广泛用于农业、环保、生物化工、微电材料、能源、食品包装、农用薄膜、医药、医用材料等领域。
此外，该公司生产可完全降解生物材料PHAs的原材料，全部来自农作物和植物，其产品在完成其使用周期后100％回归大自然，且制造成本仅为石油塑料原料的1／5。
新技术可为农民增收
“PHAs材料具有完全降解、降低成本的优点，更重要的它能以农作物替代石油，生产各类工业材料，并且实现农业和工业的完全对接，一定程度上解决我国‘三农’问题，给农民带来巨大的经济效益。”钟路华如此表示。
以内地偏远地区一个年财政收入仅亿元的小城市为例。该市常年种植马铃薯，从中提取淀粉，6吨马铃薯能提取1吨淀粉，3吨淀粉可提取出1吨的高分子。就是说，18吨马铃薯可提取1吨的高分子，这需要近60万亩的马铃薯生产基地。按1吨马铃薯卖400元、1亩约产3吨马铃薯计算，种植马铃薯可使当地实现亿元的收入。如果投产一个10万吨的PHAs基地，那么按人均亩来算，能够使该市的人均收入提高到3200元／年。
（三）中草药种植和养殖及发展医药产业链
新疆药用植物资源十分丰富，目前蕴藏药用植物2000多种。新疆的药用植物产量在国内的中草药市场上占有举足轻重的位置，如紫草、麻黄、甘草、贝母、雪莲、枸杞、沙棘、肉苁蓉等。同时，许多药用植物资源为新疆特有，如阿魏类药材、雪莲等。这些药材不仅具有独特的药用价值，而且在国内市场上具有不可替代性。但目前这些药用植物资源还没有得到充分的开发和利用。
新疆是棉花生产大产地，有丰富的棉酚，棉酚及其衍生物在医药方面，用于治疗子宫肌瘤、宫颈炎、疟疾、癌症等疾病的药物已经开始大量出现。
因此，新疆建设兵团可利用生物技术加强“基于天然产物开发药物及功能食品的应用研究”和工业化建设。
药用开发利用是目前野生植物资源利用的重要途径之一，许多中草药都直接取自野生植物。中国沙漠地区约有植物1 700余种，其中被收入《中国沙漠地区药用植物》一书中的药用植物为356种，而人们正在开发利用以及未被认识的野生荒漠药用植物的种数则远远不止于此。中国科学院吐鲁番沙漠植物园所引种的400余种荒漠植物中具有药用价值或属于药用植物以及原料药物类植物的占80％以上。新疆地道中药材在全国市场自成一族，药材收购总量在全国处于第9位。近几年全国中药材购销额成倍增长，出口也大幅度增加。对野生药用植物资源的产业化利用强度逐年加大，自然分布状态下的资源数量及质量不断下降，甚至有些种处于濒危或灭绝的边缘。建立大面积的中草药标准化人工栽培原料基地，是保护天然植被，实现药用植物资源可持续利用的有效途径。
干旱的新疆荒漠地区，有丰富的古北区中亚亚区的特有种,如癞蝗科(Pamphagidae)的11个属中,有10个属分布于西北地区，其中新疆有5个特有属。斑翅蝗科(Oedipdidae)的束颈蝗属(Sphingonotus)，世界已知75种，中国有33种,14种为新疆特有,占世界种类的％。
利用昆虫的分泌物、代谢产物，在我国已有数千年历史。例如，在工业原料利用方面，我国已有桑蚕、柞蚕所形成的绢丝产业，紫胶虫所形成的紫胶产业，倍蚜虫所形成的倍子产业，白蜡虫所形成的虫蜡产业等。在毒素利用方面，蜜蜂毒可用于治疗风湿、肠炎、心血管疾病，蜣螂毒有镇惊止痛之功效，斑蝥毒素更有治疗原发性肝癌的作用。随着科技进步，还会有更多的昆虫毒素被人们认识利用。在生物活性物质利用方面，通过人工诱导，可使昆虫产生多种生物活性物质，如抗菌肽、抗菌蛋白、凝聚素、溶菌酶等。据报道，从家蝇幼虫分泌物中提取的一种抗菌蛋白，只需万分之一的浓度就足以杀死多种细菌，并有杀死肿瘤细胞的作用。还有许多昆虫产物被广泛应用于药用和食用产品，如蜜蜂产蜂蜜、王浆，米缟螟产虫茶，蝙蝠蛾产冬虫夏草等，这些产品具有药用或食用、或药食两用价值。
（四）发展现代陶瓷（包括纳米陶瓷和电子陶瓷）
新疆生产陶瓷的原料资源丰富，因此，应该大力发展现代陶瓷工业。
陶瓷材料一般分为传统陶瓷和现代技术陶瓷两大类。传统陶瓷是指用天然硅酸盐粉末(如黏土、高岭土等)为原料生产的产品。因为原料的成分混杂和产品的性能波动大,仅用于餐具、日用容器、工艺品以及普通建筑材料(如地砖、水泥等),而不适用于工业用途。现代技术陶瓷是根据所要求的产品性能,通过严格的成份和生产工艺控制而制造出来的高性能材料,主要用于高温和腐蚀介质环境,是现代材料科学发展最活跃的领域之一。下面对现代技术陶瓷3个主要领域:结构陶瓷、陶瓷基复合材料和功能陶瓷作一简单介绍。
1、结构陶瓷同金属材料相比,陶瓷的最大优点是优异的高温机械性能、耐化学腐蚀、耐高温氧化、耐磨损、比重小(约为金属的1/3),因而在许多场合逐渐取代昂贵的超高合金钢或被应用到金属材料根本无法胜任的场合,如发
动机气缸套、轴瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。结构陶瓷可分为三大类:氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和玻璃陶瓷。
①氧化物陶瓷主要包括氧化铝、氧化锆、莫来石和钛酸铝。氧化物陶瓷最突出优点是不存在氧化问题,原料价格低廉,生产工艺简单。氧化铝和氧化锆具有优异的室温机械性能,高硬度和耐化学腐蚀性,主要缺点是在1000℃以上高温蠕变速率高,机械性能显着降低。氧化铝和氧化锆主要应用于陶瓷切削刀具、陶瓷磨料球、高温炉管、密封圈和玻璃熔化池内衬等。莫来石室温强度属中等水平,但它在1400℃仍能保持这一强度水平,并且高温蠕变速率极低,因此被认为是陶瓷发动机的主要候选材料之一。上述三种氧化物也可制成泡沫或纤维状用于高温保温材料。钛酸铝陶瓷体内存在广泛的微裂纹,因而具有极低的热膨胀系数和热传导率。它的主要缺点是强度低,无法单独作为受力元件,所以一般用它加工内衬用作保温、耐热冲击元件,并已在陶瓷发动机上得到应用。
②非氧化物陶瓷主要包括碳化硅、氮化硅和赛龙(SIALON)。同氧化物陶瓷不同,非氧化物陶瓷原子间主要是以共价键结合在一起,因而具有较高的硬度、模量、蠕变抗力,并且能把这些性能的大部分保持到高温,这是氧化物陶瓷无法比拟的。但它们的烧结非常困难,必须在极高温度(1500～2500℃)并有烧结助剂存在的情况下才能获得较高密度的产品,有时必须借助热压烧结法才能达到希望的密度(>95%),所以非氧化物陶瓷的生产成本一般比氧化物陶瓷高。这些含硅的非氧化物陶瓷还具有极佳的高温耐蚀性和抗氧化性,因此一直是陶瓷发动机的最重要材料,目前已经取代了许多超高合金钢部件。现有最佳超高合金钢的使用温度低于1100℃,而发动机燃料燃烧的温度在1300℃以上,因而普遍采用高压水强制制冷。待非氧化物陶瓷代替超高合金钢后,燃烧温度可提
高到1400℃以上,并且不需要水冷系统,这在能源利用和环保方面具有重要的战略意义。非氧化物陶瓷也广泛应用于陶瓷切削刀具。同氧化物陶瓷相比,其成本较高,但高温韧性、强度、硬度、蠕变抗力优异得多,并且刀具寿命长、允许切削速度高,因而在刀具市场占有日益重要地位。它的应用领域还包括轻质无润滑陶瓷轴承、密封件、窑具和磨球等。
③玻璃陶瓷玻璃和陶瓷的主要区别在于结晶度,玻璃是非晶态而陶瓷是多晶材料。玻璃在远低于熔点以前存在明显的软化,而陶瓷的软化温度同熔点很接近,因而陶瓷的机械性能和使用温度要比玻璃高得多。玻璃的突出优点是可在玻璃软化温度和熔点之间进行各种成型,工艺简单而且成本低。玻璃陶瓷兼具玻璃的工艺性能和陶瓷的机械性能,它利用玻璃成型技术制造产品,然后高温结晶化处理获得陶瓷。工业玻璃陶瓷体系有镁-铝-硅酸盐、锂-镁-铝-硅酸盐和钙-镁-铝-硅酸盐系列,它们常被用来制造耐高温和热冲击产品,如炊具。此外它们作为建筑装饰材料正得到越来越广泛的应用,如地板、装饰玻璃。
2、陶瓷基复合材料复合材料是为了达到某些性能指标将两种或两种以上不同材料混合在一起制成的多相材料,它具有其中任何一相所不具备的综合性能。陶瓷材料的最大缺点是韧性低,使用时会产生不可预测的突然性断裂,陶瓷基复合材料主要是为了改善陶瓷韧性。基于提高韧性的陶瓷基复合材料主要有两类:氧化锆相变增韧和陶瓷纤维强化复合材料。氧化锆相变增韧复合材料是把部分稳定的氧化锆粉末同其他陶瓷粉末(如氧化铝、氮化硅或莫来石)混原文来源于华夏陶瓷网合后制成的高韧性材料,其断裂韧性可以达到10Mpam1/2以上,而一般陶瓷的韧性仅有3Mpam1/2左右。这类材料在陶瓷切削刀具方面得到了非常广泛的应用。纤维强化被认为是提高陶瓷韧性最有效和最有前途的方法。纤维强度一般比基体高得多,所以它对基体具有强化作用;同时纤维具有显
着阻碍裂纹扩展的能力,从而提高材料的韧性。目前韧性最高的陶瓷就是纤维强化的复合材料,例如碳化硅长纤维强化的碳化硅基复合材料韧性高达30Mpam1/2以上,比烧结碳化硅的韧性提高十倍。但因为这类材料价格昂贵,目前仅在军械和航空航天领域得到应用。另一引人注目的增强材料是陶瓷晶须。晶须是尺寸非常小但近乎完美的纤维状单晶体,其强度和模量接近材料的理论值,极适用于陶瓷的强化。目前这类材料在陶瓷切削刀具方面已经得到广泛应用,主要体系有碳化硅晶须-氧化铝-氧化锆、碳化硅晶须-氧化铝和碳化硅晶须-氮化硅。
3、功能陶瓷功能陶瓷是具有光、电、热或磁特性的陶瓷,已经具有极高的产业化程度。下面根据性能对几类主要的功能陶瓷作一简介。
①导电性能陶瓷材料具有非常广泛的导电区间,从绝缘体到半导体、超导体。大多数陶瓷具有优异的电绝缘性,因而被广泛用于电绝缘体。半导体分为电子型和离子型半导体。以晶体管集成电路为代表的是电子型半导体。离子型半导体仅对某些特殊的带电离子具有传导作用,最具有代表性的是稳定氧化锆和β-氧化铝。稳定氧化锆仅对氧离子具有传导作用,主要产品有氧传感器(主要用来测定发动机的燃烧效率或钢水中氧浓度)、氧泵(从空气中获得纯氧)和燃料电池。β-氧化铝仅对钠离子具有传导作用,主要用来制造钠-硫电池,其特点是高效率、对环境无危害和可以反复充电。陶瓷超导体是近10年才发展起来的,它的临界超导转化温度在所有类超导体中最高,已经达到液氮温度以上。典型的陶瓷超导体为钇-钡-铜-氧系列材料,已经在计算机、精密仪器领域得到广泛应用。
②介电性能大多数陶瓷具有优异的介电性能,表现在其较高的介电常数和低介电损耗。介电陶瓷的主要应用之一是陶瓷电容器。现代电容器介电陶瓷
主要是以钛酸钡为基体的材料。当钡或钛离子被其他金属原子置换后,会得到具有不同介电性能的电介质。钛酸钡基电介质的介电常数高达10000以上,而过去使用的云母小于10,所以用钛酸钡制成的电容器具有体积小、电储存能力高等特点。钛酸钡基电介质还具有优异的正电效应。当温度低于某一临界值时呈半导体导电状态,但当温度超过这一临界值时,电阻率突然增加到103～104倍成为绝缘体。利用这一效应的产品有电路限流元件和恒温电阻加热元件。许多陶瓷,如锆钛酸铅,具有显着压电效应。当在陶瓷上施加外力时,会产生一个相应的电信号,反之亦然,从而实现机械能和电能的相互转换。压电陶瓷用途极其广泛,产品有压力传感元件、超声波发生器等。
③光学性能陶瓷在光学方面的应用主要包括光吸收陶瓷、透光陶瓷、陶瓷光信号发生器和光导纤维。利用陶瓷光吸收特性在日常生活中随处可见,如涂料、陶瓷釉和珐琅。核工业中,利用含铅、钡等重离子陶瓷吸收和固定核辐射波在核废料处理方面应用非常广泛。陶瓷也可被制造用来透过不同波长的光线,其中最重要的就是红外线透射陶瓷,它仅允许红外光线透过,被用来制造红外窗口,在武器、航空航天领域和高技术设备上得到广泛应用。这类材料的典型代表有硫化锌陶瓷和莫来石等。陶瓷还是固体激光发生器的重要材料,典型代表有红宝石激光器和钇榴石激光器。光导纤维是现代通讯信号的主要传输媒介,它是用高纯二氧化硅制成的,具有信号损耗低、高保真性、容量大等特性,是金属信号传输线无法比拟的。
④磁学性能金属和合金磁性材料具有电阻率低、损耗大的特性,尤其在高频下更是如此,已经无法满足现代科技发展的需要。相比之下,陶瓷磁性材料有电阻率高、损耗低、磁性范围广泛等特性。陶瓷磁性材料的代表为铁氧体,一种含铁的复合氧化物。通过对成份的严格控制,可以制造出软磁材料、硬磁材
料和矩磁材料。软磁材料的磁导率高,饱和磁感应强度大,磁损耗低,主要用于电感线圈、小型变压器、录音磁头等部件。典型的软磁材料有镍-锌、锰-锌和锂-锌铁氧体。硬磁材料的特性是剩磁大、矫顽力大、不易退磁,主要应用为永久磁体,代表材料为铁酸钡。矩磁材料的剩余磁感应强度非常接近于饱和磁感应强度,它是因磁滞回线呈矩形而得名,主要应用于现代大型计算机逻辑元件和开关元件,代表材料为镁-锰铁氧体。
随着粉体材料科学的发展，近年来功能复合陶瓷备受关注，将稀土利用磨粉机粉磨之后掺杂在功能复合陶瓷中可以很大程度上增加陶瓷的特殊功能。随着技术的不断进步，该领域也取得了显着的技术成果。近来来，如浙江大学、华南理工、西安交大等着名高校频频对该领域的发展表示观注，提出了很多建设性的学术理论，为功能陶瓷业的发展做出了很大贡献。
功能陶瓷大致可以分为以下几个方面：超导陶瓷、压电陶瓷、导电陶瓷、介电陶瓷及敏感陶瓷等，根据添加的物料成分不同，可以生产出具有不同性能的陶瓷产品。现代磨粉机技术发展突飞猛进，新一代的磨粉机、雷蒙磨粉机、超细微粉磨粉机已经可以实现稀土等添加料的大批量超细粉磨，无论在功能陶瓷的生产工艺改进上还是级配分布优化上都达到了前所未有的技术高度，给现代功能陶瓷的发展提供广阔的发展空间。
近年的研究还表明，稀土在生物陶瓷、抗菌陶瓷等新型陶瓷材料中也有着独特的作用。另外，具有自诊断、自调整、自恢复、自转换等特点的功能陶瓷还倡导出了一种研制和设计陶瓷材料的新理念，对拓宽稀土在近代功能陶瓷中应用极为有利。
稀土陶瓷颜料主要是指五种色相的组合着色锆英石基稀土陶瓷颜料。它可用作彩釉砖、外墙砖、地砖等建筑陶瓷的装饰材料，尤其适用于卫生洁具陶瓷制品的彩饰，还可用作瓷器釉上彩、釉中彩和釉下彩的色基。组合着色锆英石基稀土陶瓷颜料，是以二氧化锆、二氧化硅为基质材料，以过渡元素和稀土元素为组合着色剂，添加少量矿化剂，经高温９００～１１５０℃固相反应合成。其主要技术指标如下：色相有红、黄、蓝、绿和灰，稳定性小于或等于１２８０℃最高可达１３００℃），适应气氛为氧化焰，颗粒直径小于１５μｍ的不少于９２％，大于３０μｍ者为零。
随着移动通信和卫星通信的迅速发展，对器件小型化、微型化的要求越来越迫切，而电子元器件特别是大量使用的以电子陶瓷材料为基础的各类无源元器件，是实现整机小型化、微型化的主要瓶颈。
目前新型电子元器件领域的研究热点，微波介质陶瓷材料及新型微波器件是其中重要的研究课题。微波介质陶瓷指适合于微波应用的低损耗、温度稳定的电介质陶瓷材料，广泛应用于微波谐振器、滤波器、移相器、微波电容器以及微波基板等，是移动通信、卫星通信、全球卫星定位系统(GPS)、蓝牙技术以及无线局域网(WLAN)等现代微波通信技术的关键材料。
集成化功能陶瓷元器件是以低温共烧陶瓷(LTCC)为平台，采用多层陶瓷技术将电容、电感和电阻材料嵌入集成在低温共烧陶瓷基板中，形成无源集成陶瓷器件。
作为重要的功能材料，压电陶瓷在电子材料领域占据相当大的比重。近几年来，压电陶瓷在全球每年的销售量按15%左右的速度增长。
纳米技术是当前全球都在谈论的热门话题。所谓纳米技术，是指用数千个分子或原子制造新型材料或微型器件的科学技术。纳米技术涉及的范围很广，纳米材料只是其中的一部分，但它却是纳米技术发展的基础。牛津大学材料系目前研究的纳米技术项目有40多个，其中主要的有超细薄膜、碳纳米管、纳米陶瓷、金属纳米晶体和量子点线等。
超细薄膜可以是有机物也可以是无机物，具有广泛的用途。如沉淀在半导体上的纳米单层，可用来制造太阳能电池，对开发新型清洁能源有重要意义；将几层薄膜沉淀在不同材料上，可形成具有特殊磁特性的多层薄膜，是制造高密度磁盘的基本材料。碳纳米管是由碳60分子经加工形成的一种直径只有几纳米的微型管，是纳米材料研究的重点之一。与其它材料相比，碳纳米管具有特殊的机械、电子和化学性能，可制成具有导体、半导体或绝缘体特性的高强度纤维，在传感器、锂离子电池、场发射显示、增强复合材料等领域有广泛应用前景，因而受到工业界的普遍重视。目前，碳纳米管虽仍处于研究阶段，但许多研究成果已显示出良好的应用前景。陶瓷材料在通常情况下具有坚硬、易碎的特点，但由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性，有的可大幅度弯曲而不断裂，表现出金属般的柔韧性和可加工性。
泡沫陶瓷过滤器(CFF~Pceramic?foam?filter)是采用软质聚胺脂泡沫塑料为基材，加工成所需形状、尺寸，浸渍陶瓷浆料后干燥，然后经高温烧结而成。因骨架和孑L隙结构同泡沫塑料相似，气孑L率高达85％90％，称泡沫陶瓷。泡沫陶瓷主要用于金属液过滤净化。在过滤净化金属液时，通过飘浮分离、“滤饼”和吸附净化机制，不但可去除金属液中大部小至数微米的微小固相悬浮夹杂物，且可滤除液态熔渣，改善铸件的显微组织和力学性能，生产出