弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所

弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所（德語：Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS，英語：Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems IKTS，簡稱Fraunhofer IKTS），成立於1992年，總部位於德國薩克森州首府德勒斯登，隸屬弗勞恩霍夫協會，主要開展陶瓷材料領域的套用科學研究。

弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所在德勒斯登（薩克森州）和赫姆斯多夫Hermsdorf（圖林根州）共設有三個科研機構，主要的學科方向和研究領域包括陶瓷材料和工藝、機械和汽車工程、電子和微系統、能源、環境工程、生物和醫學工程、光學、材料和工藝分析。

截至2016年底，弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所共有研發人員650餘人，建有6個其它辦公室和創新中心，分別為生物納米技術套用實驗室BNAL（萊比錫），電池技術創新中心（Pleissa），生物能源創新中心（Pöhl），膜技術創新中心（Schmalkalden），項目辦公室（柏林）和弗勞恩霍夫能源創新中心CEI（美國康乃迪克州）。

基本介紹

• 中文名：弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所
• 外文名：Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems IKTS
• 簡稱：Fraunhofer IKTS
• 所屬國家：德國
• 地點：德勒斯登Dresden、Hermsdorf
• 成立時間：1992年
• 屬性：套用科學研究
• 主管部門：弗勞恩霍夫協會
• 現任所長：Alexander Michaelis 
• 研究方向：高性能陶瓷材料套用 
• 研究所：3個
• 創新中心：6個

歷史沿革

1992年，弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所IKTS在德勒斯登成立，原名為弗勞恩霍夫陶瓷技術與燒結材料研究所IKTS。

Dresden-Gruna主所

2006年，更名為弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所（Fraunhofer IKTS）。

2010年2月，赫姆斯多夫Hermsdorf工程陶瓷研究所HITK被全面納入弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所（Site Hermsdorf）。

Hermsdorf分所

2013年7月，弗勞恩霍夫能源創新中心（Fraunhofer Center for Energy Innovation CEI）在康乃狄克州成立。該中心由弗勞恩霍夫美國公司、弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所IKTS、康乃狄克州能源與環境保護部DEEP和康乃狄克大學共同創建，成為美國弗勞恩霍夫第七個研發中心。

Dresden-Klotzsche分所

2014年1月，位於德勒斯登的弗勞恩霍夫無損檢測所IZFP被整合至弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所（Site Klotzsche），研究範圍涉及材料診斷、結構健康監測和測試電子學、納米分析和感測器技術，以及生物技術和環境技術等領域。

目前，弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所IKTS由三個研究所組成，其中包括德勒斯登主所、赫姆斯多夫Hermsdorf分所和德勒斯登Klotzsche分所。

科研條件

弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所IKTS致力於先進陶瓷材料，硬質合金/金屬陶瓷等領域的材料、工藝和元件開發。研究所的工作涵蓋了技術創新的整個過程，從原料到產品的小批量生產。IKTS以原料生產技術、加工工藝、系統和產品的集成三個方面的研究著稱。通過將結構陶瓷和功能陶瓷有機結合，生產具有多功能、高附加值的陶瓷元器件。弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所大部分課題來自於企業的委託。

科研機構

弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所總部位於德國德勒斯登，在Dresden-Klotzsche和Hermsdorf（圖林根州）設有兩個分所，全所共有650多名員工。研究所設備儀器齊全，擁有30000多平米的實驗室和中試工廠。

此外，研究所還設有多個分支實驗機構，例如電池技術創新中心、生物能源創新中心和薄膜技術創新中心。這些創新中心專注於新技術的開發，並對其潛在套用進行重點測試。

弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所、美國康乃狄克州能源與環境保護部DEEP和康乃狄克大學於2013年7月在美國康乃狄克州共同成立了弗勞恩霍夫能源創新中心CEI。

研究範圍

- 原料

- 氧化物陶瓷，硬質合金/金屬陶瓷，生物陶瓷，氮化物陶瓷，碳化物陶瓷/陶瓷過濾器

- 工藝/元件

- 燒結/特色化

- 環境技術

- 微系統與能源系統

- 原料和元件、模組與系統

- 智慧型材料與系統

創新中心

弗勞恩霍夫能源創新中心CEI（美國康乃迪克州）

電池技術創新中心（Pleissa）

生物能源創新中心（Pöhl）

膜技術創新中心（Schmalkalden）

生物納米技術套用實驗室BNAL（萊比錫）

項目辦公室（柏林）

合作網路

弗勞恩霍夫協會建立了多個創新集群，並為相關學科領域的研究機構設有技術/業務聯盟，弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所作為弗勞恩霍夫協會材料和組件技術聯盟的成員，主要針對國民經濟重要的領域：能源、健康、流動性、信息和通信技術及建築進行研究。此外，IKTS也是多個業務聯盟的成員研究所，涉及各種技術領域的研究，其中包括先進陶瓷聯盟、自適應聯盟、能源聯盟、水系統聯盟、納米技術業務聯盟、汽車製造聯盟、產品和生產過程的數字仿真業務聯盟、快速製造業務聯盟等。

科研部門

材料和工藝

IKTS在材料和工藝領域研究範圍廣泛，其中包括氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、矽酸鹽陶瓷、複合纖維陶瓷、金屬陶瓷等，其範圍覆蓋整個流程鏈，對其他部門的研究起到關鍵性作用。

相關套用：材料開發，粉末技術和半成品，成型，熱處理和燒結，生坯與塊體加工，塊體連線技術

機械和汽車工程

由於高性能陶瓷材料自身的耐腐蝕、耐高溫、耐磨損等優良特性，被套用於現代機械和車輛製造業領域。新型陶瓷被廣泛套用於機械檢測、監控系統和感測器的製造，在傳統耐磨陶瓷元件基礎上，由金屬陶瓷和其他高性能陶瓷構成新型元件。

相關套用：磨損防護與腐蝕防護，模具，耐高溫部件，廢氣處理，檢測系統，加工過程、機器和系統監控，感測器技術

電子和微系統

在該領域主要涉及精密電子元件和微機電系統、感測器和感測系統、材料參數的檢測技術，以及塗層技術等。利用壓電陶瓷敏靈和精密的特性，研發不同的壓電陶瓷片，在精密電子儀器製造業、模擬成像、感測監測系統等領域被廣泛套用。

相關套用：電子設備和組件，感測器和感測器系統，電子微系統，智慧型材料和系統，材料特性和可靠性，印刷油墨和柔性電子

能源

憑藉完善的多層薄膜技術、材料塗層技術、蒸鍍技術和纖維技術，研發出創新型陶瓷元件、模具以及完整的生產系統，主要套用領域有燃料電池、太陽能電池、生物能源和熱能系統等。

相關套用：儲能系統，燃料電池，電解和電轉氣技術，光伏和太陽能熱力系統，能量收集，高溫燃氣渦輪機和熱能系統，生物能源，合成燃料，深層地熱

環境工程

在環境工程領域涉及污水和廢氣的收集與淨化、氧氣收集與利用，以及其他生物學等技術。多孔陶瓷薄膜和仿細胞陶瓷薄膜提供高效的顆粒過濾技術，解決化工業在廢氣和污水處理問題，提取能源和其他有用的原材料。

相關套用：廢水處理與水淨化，氧氣生產和利用，廢氣處理和氣體淨化，化學和電化學，生物技術

生物和醫學工程

醫學技術的不斷發展使高性能新型陶瓷假體逐漸取代金屬假體，生物醫學領域主要涉及生物感測器技術、內置假體、陶瓷假牙和醫療精確診斷，可用於精密診斷設備、高級假牙和生物陶瓷複合材料等。

相關套用：植入物，牙科陶瓷，生物感測器和生物促動器，手術儀器和部件，分析和診斷

光學

對於光學測量領域，新型陶瓷材料研發的納米感測器在測量領域得到了廣泛套用，針對光學套用和圖像處理技術，研發出多晶體陶瓷材料，被用於製作各類電器，如智慧型手機的顯示屏等。與光學相關的技術領域還包括陶瓷光學材料、光學無損檢測技術開發與套用。

相關套用：照明系統，光學和雷射技術，光學測量和診斷系統，透明保護，裝飾和設計類陶瓷

材料和工藝分析

材料的屬性和生產工藝直接影響產品性能和質量，結合化學、微結構物理學、電學、生物學和力學，研究各原材料的結構建模、性能分析和工藝最佳化。

相關套用：原材料分析和評估，全流程鍊表征，材料和組分表征，部件和系統性能，微米與納米級電子分析，建模與仿真

科研成果

2012年，弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所利用電磁感應，開發出無線供電技術，並且已經獲得專利。

2012年，弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所在德國漢諾瓦工業博覽會展示秸稈生產沼氣技術，不僅可用100%秸稈生產沼氣，還使整個發酵過程縮短至約30天。

2013年，弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所IKTS開發出一種新型複合骨移植材料（烴基磷灰石/氧化鋯），並且該材料的體外實驗已成功實現與宿主骨的全方位融合。

2014年7月，弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所研發的一種適用家庭使用的燃料電池發電裝置已進入市場化批量生產前的試運行階段。該項目在歐盟內12個國家進行，投入試驗樣機的數量為150台。

診斷設備

2014年11月，弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所在醫療貿易展會(Medica、 Compamed)上，展示了基於光子學原理提升前列腺癌症診斷的技術，實現90秒內確診病灶是否為惡性。

2015年10月，弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所在斯圖加特世界能源解決方案展會上，展出了新進聯合研發的低成本、高能效的鋰電池生產雷射技術。通過與弗朗霍夫雷射研究所（ILT）合作，研發出鋰電池生產過程中用於乾燥經濕化學法被鍍在導電金屬箔上的電極塗層（該塗層含有液態電解質，可稱為“漿料”）的雷射技術。整個乾燥過程的能耗較目前使用的連續式加熱爐乾燥法減少近一半。

EMBATT項目

2016年4月，弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所開發出一種新3D列印技術，其能夠根據需要製造骨植入物、假牙、外科手術工具或微反應器等醫療裝置設計，並在斯圖加特舉行的Medtec醫療技術貿易展上進行了研究成果展示。

2017年5月，弗勞恩霍夫陶瓷技術與系統研究所研製出一種超級電池組（EMBATT），EMBATT內部採用薄片式設計，將燃料電池中使用的雙極原理套用於鋰電池，實現在不增加電池尺寸的情況下，增加電動汽車的續航里程。