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納米陶瓷的特性

2017-05-04 精城特瓷

納米陶瓷做為當前最熱門的特種陶瓷材料之一，隨著納米技術的應用，使陶瓷具有象金屬似柔韌性和可加工性。英國材料學家Cahn指出,納米陶瓷是解決特種陶瓷材料脆性的戰略途徑。

90年代初,日本Niihara首次報道了以納米尺寸的碳化硅顆粒為第二相的納米復相陶瓷,具有很高的力學性能。納米顆粒Si3N4、SiC超細微粉-納米氧化鋯（VK-R50）分布在材料的內部晶粒內,增強了晶界強度,提高了材料的力學性能,易碎的陶瓷可以變成富有韌性的特殊材料。

納米陶瓷的特性主要在于力學性能方面,包括納米陶瓷材料-納米氧化鋯（VK-R50）的硬度,斷裂韌度和低溫延展性等。納米級陶瓷復合材料-納米氧化鋯（VK-R50Y1）的力學性能,特別是在高溫下使硬度、強度得以較大的提高。有關研究表明,納米陶瓷具有在較低溫度下燒結就能達到致密化的優越性,而且納米陶瓷出現將有助于解決陶瓷的強化和增韌問題。在室溫壓縮時,納米顆粒已有很好的結合,高于500℃很快致密化,而晶粒大小只有稍許的增加,所得的硬度和斷裂韌度值更好,而燒結溫度卻要比工程陶瓷低400～600℃,且燒結不需要任何的添加劑。其硬度和斷裂韌度隨燒結溫度的增加(即孔隙度的降低)而增加,故低溫燒結能獲得好的力學性能。通常,硬化處理使材料變脆,造成斷裂韌度的降低,而就納米晶而言,硬化和韌化由孔隙的消除來形成,這樣就增加了材料的整體強度。因此,如果陶瓷材料以納米晶的形式出現,可觀察到通常為脆性的陶瓷可變成延展性的,在室溫下就允許有大的彈性形變。

由于納米陶瓷具有的獨特性能,如作外墻用的建筑陶瓷材料則具有自清潔和防霧功能。隨著高技術的不斷出現,人們對納米陶瓷寄予很大希望,世界各國的科研工作者正在不斷研究開發納米陶瓷粉體并以此為原料合成高技術納米陶瓷。