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纳米陶瓷的特性

2017-05-04 精城特瓷

纳米陶瓷做为当前最热门的特种陶瓷材料之一，随着纳米技术的应用，使陶瓷具有象金属似柔韧性和可加工性。英国材料学家Cahn指出,纳米陶瓷是解决特种陶瓷材料脆性的战略途径。

90年代初,日本Niihara首次报道了以纳米尺寸的碳化硅颗粒为第二相的纳米复相陶瓷,具有很高的力学性能。纳米颗粒Si3N4、SiC超细微粉-纳米氧化锆（VK-R50）分布在材料的内部晶粒内,增强了晶界强度,提高了材料的力学性能,易碎的陶瓷可以变成富有韧性的特殊材料。

纳米陶瓷的特性主要在于力学性能方面,包括纳米陶瓷材料-纳米氧化锆（VK-R50）的硬度,断裂韧度和低温延展性等。纳米级陶瓷复合材料-纳米氧化锆（VK-R50Y1）的力学性能,特别是在高温下使硬度、强度得以较大的提高。有关研究表明,纳米陶瓷具有在较低温度下烧结就能达到致密化的优越性,而且纳米陶瓷出现将有助于解决陶瓷的强化和增韧问题。在室温压缩时,纳米颗粒已有很好的结合,高于500℃很快致密化,而晶粒大小只有稍许的增加,所得的硬度和断裂韧度值更好,而烧结温度却要比工程陶瓷低400～600℃,且烧结不需要任何的添加剂。其硬度和断裂韧度随烧结温度的增加(即孔隙度的降低)而增加,故低温烧结能获得好的力学性能。通常,硬化处理使材料变脆,造成断裂韧度的降低,而就纳米晶而言,硬化和韧化由孔隙的消除来形成,这样就增加了材料的整体强度。因此,如果陶瓷材料以纳米晶的形式出现,可观察到通常为脆性的陶瓷可变成延展性的,在室温下就允许有大的弹性形变。

由于纳米陶瓷具有的独特性能,如作外墙用的建筑陶瓷材料则具有自清洁和防雾功能。随着高技术的不断出现,人们对纳米陶瓷寄予很大希望,世界各国的科研工作者正在不断研究开发纳米陶瓷粉体并以此为原料合成高技术纳米陶瓷。