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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(zhàn)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(nèi)部晶粒內(nèi),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(jié)就能達到致密化的優(yōu)越性,而且納米陶瓷出現(xiàn)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(jié)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(jié)溫度卻要比工程陶瓷低400～600℃,且燒結(jié)不需要任何的添加劑。其硬度和斷裂韌度隨燒結(jié)溫度的增加(即孔隙度的降低)而增加,故低溫燒結(jié)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(xiàn),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(xiàn),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(fā)納米陶瓷粉體并以此為原料合成高技術納米陶瓷。