纳米陶瓷
纳米陶瓷
发动机用的金属材料。
发动机用材料的重大改革则是用高性能陶瓷零件逐步代 替金属零件，直至发动机的主要零件，这就是人们说的陶瓷
发动机。
4.3、在军事领域的应用
纳米陶瓷由于断裂强度、断韧性大大提高，而且，纳米陶瓷的硬 度和弹性模板都比普通玻璃强，硬度比普通陶瓷高4~5倍。
使用的航天飞机却不会被燃烧殆尽，因为它的外壳上使用了一层隔
热瓷瓦。这同样是采用了纳米陶瓷技术的产物，纳米陶瓷有着坚固 且耐高温的特性，能够保护航天飞机免受
与空气摩擦而产生的剧烈高温的侵蚀。
4.2、在发动机方面的应用
什么是陶瓷发动机，在传统柴油机或燃汽轮机用的金属
零件中，铝合金的耐温极限为350℃，钢和铸铁的为450℃，
织品及纳米技术应用研讨会论文集[C],2003
[4] /yezhu/z37883.html
现代陶瓷工艺的进展已为制备纳米陶瓷准
备了充分条件，许多新的粉体制备技术已可能
获得几个至几十个纳米的粉末，它能降低烧结
温度，获得纳米晶粒陶瓷。 新的烧结技术可使陶瓷坯体在更低温度 和更短时间内达到致密化，从而阻止晶粒长 大。
3、纳米陶瓷的特性
纳米陶瓷的特性主要在于力学性能方面，包括纳米 陶瓷材料的硬度，断裂韧性和低温延展性等。 纳米陶 瓷高温下硬度、强度较普通陶瓷有较大的提高。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，即低温烧结就能获得较好的力学性能。同 时，其烧结不需要添加任何的添加剂，其硬度和断裂韧 度随烧结温度的增加而增加，故低温烧结能获得好的力 学性能。
用另外一句话说，纳米陶瓷具有耐冲击的性能。因此，纳米陶瓷
氧化铝陶瓷和纳米陶瓷
氧化铝陶瓷和纳米陶瓷
氧化铝陶瓷与纳米陶瓷是现代陶瓷技术中的两种重要材料，它们在许多领域都有广泛的应用。
氧化铝陶瓷，是以氧化铝（Al2O3）为主体的陶瓷材料。
氧化铝具有高硬度、高耐磨性、高化学稳定性和良好的绝缘性能等特点，因此被广泛应用于机械、电子、化工、陶瓷等领域。
氧化铝陶瓷的制备过程包括原料准备、成型、烧结等步骤，其中烧结温度通常较高，以达到氧化铝的致密化和结晶化。
纳米陶瓷，是指晶粒尺寸在纳米尺度（1-100纳米）的陶瓷材料。
纳米陶瓷具有许多独特的性能，如高强度、高硬度、高韧性、良好的抗热震性和抗腐蚀性等。
由于纳米陶瓷的晶粒尺寸小，晶界面积大，使得材料性能得到显著提升。
纳米陶瓷的制备通常涉及到纳米粉末的制备、成型和烧结等过程，其中纳米粉末的制备是关键。
氧化铝陶瓷和纳米陶瓷在某些应用领域存在重叠，但也各有特色。
例如，氧化铝陶瓷因其高硬度和耐磨性，常被用于制造耐磨件、切割工具等；而纳米陶瓷则因其优异的力学性能和抗热震性，在航空航天、核能等领域有广泛的应用前景。
随着科技的进步，氧化铝陶瓷和纳米陶瓷的制备技术也在不断发展和完善。
未来，这两种材料有望在更多领域得到应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
同时，也需要深入研究这两种材料的性能和应用，以充分发挥它们的潜力。
什么是纳米陶瓷？
什么是纳米陶瓷？
近年来，国际材料学掀起了一个研究纳米材料的热潮。
所谓纳米陶瓷，是指显微结构中的物相均为纳米（10－8米）尺度的陶瓷材料。
也就是晶粒尺寸、第二相分布、气孔尺寸等均是在纳米量级的水平上。
纳米陶瓷有许多特点，一般的陶瓷既硬又脆，而纳米陶瓷有时具有超塑性，可以变形。
纳米陶瓷的晶粒尺寸逐渐减少时，晶界密度会不断增加，位于晶界处的原子数量也激剧增加。
据计算，晶粒尺寸为5纳米的陶瓷体，其晶界密度达每立方厘米1019。
晶界上的原子数目占50％以上。
由于纳米陶瓷这种晶粒界面的特点，纳米粉末的活性特别高，可大大降低其烧结温度。
纳米陶瓷的晶界纯度高，基本上没有晶界杂质存在，因此它的力学性能比粗晶粒陶瓷的性能高得多。
在一定温度条件和缓慢的变形速度下，甚至有可能具有超塑性。
制造纳米陶瓷粉末的方法不少，主要有溶胶——凝胶法、蒸发凝固法、借助激光或等离子体的高温分解法及水热法等。
制造这种陶瓷的关键，不仅要得到高致密的烧结体，同时，还要控制晶粒子的大小，使之不过分长大，使陶瓷中的晶粒尺寸在100纳米以下。
经科学家研究发现，纳米陶瓷具有许多鲜为人知的奇异特性和作用。
例如，用某些纳米粉末作催化剂，可提高高分子高聚物在还原或合成反应中的反应效率，控制反应速度和温度。
某些纳米粉末可制成传感器用材料；另外一些纳米材料则可以制成性能优良的高温耐热陶瓷。
纳米陶瓷的出现将引起整个陶瓷研究领域的扩展。
无论从陶瓷理论、陶瓷工艺、陶瓷性能和应用方面，都将有许多新的发展。
纳米陶瓷
温
瓷
透
粉
明
末
纳
涂
米
料
陶 瓷 涂 料
• 麦饭石 远红外线材料 麦饭石和远红外线材料
• 麦饭石与远红外材料按一定比例混匀，共同粉碎，然 后在1100℃左右煅烧，经超细粉碎，引入到各种材料 中，制成的产品在常温下由于可见光的激发能发射出 远红外线，它有促进人体微循环的作用，从而广泛应 用于医疗保健等领域。
• 4、无毒、卫生环保、健康。采用生物医学材料制造， 无毒、卫生环保、健康。采用生物医学材料制造， 不含镍、铬等重金属元素。表面密度大，不容易沾染食物汁液， 不含镍、铬等重金属元素。表面密度大，不容易沾染食物汁液， 减少细菌滋生机会。陶瓷刀超强的抗菌功能， 减少细菌滋生机会。陶瓷刀超强的抗菌功能，非常适合切食可 直接食用的食物。是呵护婴幼儿健康成长的最佳刀具。 直接食用的食物。是呵护婴幼儿健康成长的最佳刀具。 • 5、绿色刀具保持食品的原色、原味，削过的水果不变颜色。 绿色刀具保持食品的原色、原味， 材料化学性能稳定，耐酸碱，健康环保，不会与食物发生任何 材料化学性能稳定，耐酸碱，健康环保， 化学反应。可耐各种酸碱有机物的腐蚀， 化学反应。可耐各种酸碱有机物的腐蚀，不与食物发生任何反 非常适合于切食生鱼片、水果、蔬菜、无骨肉及熟食。 应。非常适合于切食生鱼片、水果、蔬菜、无骨肉及熟食。 • 6、不留异味。传统金属的刀具因其表面有无数细孔，因此 不留异味。传统金属的刀具因其表面有无数细孔， 料理食材会有汤汁残留于毛细孔中， 料理食材会有汤汁残留于毛细孔中，且料理食材时金属制的刀 具会与微量的金属元素，形成异味或金属味； 具会与微量的金属元素，形成异味或金属味；而陶瓷刀的密度 相当高，所以表面无毛细孔且陶瓷材质研制， 相当高，所以表面无毛细孔且陶瓷材质研制，不会有异味或金 属味。刀身经过1700℃高温烧结，全致密、无孔隙、无磁性。 1700℃高温烧结 属味。刀身经过1700℃高温烧结，全致密、无孔隙、无磁性。 使用时不粘污，易于清洁且抑菌。 使用时不粘污，易于清洁且抑菌。
纳米陶瓷
纳米陶瓷的应用
• 汽车工业 宝马一款大量使用纳米陶瓷材料的发动机
发展前景
①在性能方面，纳米陶瓷应该向开发制备高效 率、低成本、多功能和智能化的方向发展。 ②在设备技术方面，纳米陶瓷应该向低温烧结、 小型化方向发展。 ③在应用方面， 纳米陶瓷应该向着智能化敏感 陶瓷元件和高稳定性陶瓷电容器等方向发展。
在高热下反应产物蒸气形成过饱和蒸汽压， 使其形成大量的晶核，这些晶核在加热区不断 长大、聚集成颗粒，且随着气流进入低温区使 颗粒停止成长、聚集、晶化，最终在收集室得 到。
生产方法
• 等离子化学气相沉淀法： 等离子体是物质存在的第四种状态，由 电离的导电气体组成，经成核，生长， 形成超细粉末。
纳米陶瓷的应用
• 信息领域 电子陶瓷的应用范围日趋广阔，包括基板、传感 器、感测器、电容器、压电蜂鸣器和热敏电阻等。
纳 米 传 感 器
纳 米 电 容
纳米陶瓷的 用
• 军事领域
纳米陶瓷具有高活性和耐冲击的性能。因此，可 以大大地改善武器和装甲的抗烧蚀性和抗冲击性、 纳 提高硬度、减轻重量、延长使用寿命等。
米 吸 波 材
纳 米 防 弹 背 心
形 战 机 隐 用 军 料
纳米陶瓷的应用
• 汽车工业
纳米陶瓷具有高硬度、高韧性、超塑性、高耐磨 性以及耐高温高压性、抗腐性、气敏性、易加工 可切削性等性能，拓展了它在汽车工业中的应用 领域。
纳 米 陶 瓷 轴 承
手 动 挡 杆
纳米陶瓷的应用
• 汽车工业
我 国 第 一 款 大 量 出 口 的 发 动 机
0930250002陶李洋
简介
• 指显微结构中的物相(包括晶粒尺寸、晶 界宽度、第二相分布、气孔与尺寸缺陷 等)都在纳米量级的水平上的陶瓷材料。 • 随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随 之产生。利用纳米技术开发的纳米陶瓷 材料是利用纳米粉体对现有陶瓷进行改 性，使材料的强度、韧性和超塑性大幅 度提高，克服了工程陶瓷的许多不足， 为陶瓷的应用开拓了新领域。
纳米陶瓷的优点和应用
纳米陶瓷的优点和应用
纳米陶瓷是一种新型的材料，具有许多优点和广泛的应用。
本文将从优点和应用两个方面来介绍纳米陶瓷。
一、纳米陶瓷的优点
1.高硬度：纳米陶瓷的硬度非常高，比传统陶瓷高出数倍，可以抵抗各种刮擦和磨损。
2.高强度：纳米陶瓷的强度也非常高，可以承受高压和高温，不易破裂和变形。
3.耐腐蚀：纳米陶瓷具有优异的耐腐蚀性能，可以在酸碱等恶劣环境下长期使用。
4.耐磨损：纳米陶瓷的表面非常光滑，不易受到磨损和刮擦，可以保持长期的美观和光泽。
5.抗氧化：纳米陶瓷具有很好的抗氧化性能，可以长期保持颜色和光泽不变。
二、纳米陶瓷的应用
1.厨房用具：纳米陶瓷可以用于制作各种厨房用具，如锅、碗、盘等，具有耐高温、耐磨损、易清洁等优点。
2.卫生间用品：纳米陶瓷可以用于制作卫生间用品，如马桶、洗脸盆、浴缸等，具有耐腐蚀、易清洁、美观等优点。
3.建筑材料：纳米陶瓷可以用于制作建筑材料，如地砖、墙砖、地板等，具有耐磨损、耐腐蚀、易清洁等优点。
4.电子产品：纳米陶瓷可以用于制作电子产品，如手机壳、电视外壳等，具有耐磨损、抗氧化、美观等优点。
5.医疗器械：纳米陶瓷可以用于制作医疗器械，如人工关节、牙科修复材料等，具有耐磨损、耐腐蚀、生物相容性好等优点。
纳米陶瓷具有许多优点和广泛的应用，是一种非常有前途的新型材料。
随着科技的不断进步和应用领域的不断扩大，纳米陶瓷的应用前景将会越来越广阔。
纳米陶瓷材料
纳米陶瓷材料
纳米陶瓷材料是一种具有微观纳米结构的陶瓷材料，其特点是颗粒尺寸小于100纳米。
由于其微观结构的特殊性质，纳米陶瓷材料在材料科学领域引起了广泛关注，并在多个领域展现出了巨大的应用潜力。
首先，纳米陶瓷材料具有优异的力学性能。
由于其微观结构的特殊性质，纳米陶瓷材料表现出比传统陶瓷材料更高的硬度和强度，这使得它在制备高性能陶瓷制品时具有重要的应用前景。
例如，纳米陶瓷材料可以用于制备高硬度的刀具、轴承等机械零部件，以及耐磨、耐腐蚀的陶瓷涂层等。
其次，纳米陶瓷材料还具有优异的光学性能。
由于其微观结构的特殊性质，纳米陶瓷材料表现出比传统陶瓷材料更高的折射率和透光性，这使得它在光学领域具有广泛的应用前景。
例如，纳米陶瓷材料可以用于制备高透光、高折射率的光学元件，如透明陶瓷玻璃、光学透镜等，以及用于制备高性能的光学涂层等。
此外，纳米陶瓷材料还具有优异的热学性能。
由于其微观结构的特殊性质，纳米陶瓷材料表现出比传统陶瓷材料更高的热导率和热稳定性，这使得它在热学领域具有重要的应用前景。
例如，纳米陶瓷材料可以用于制备高热导率、高热稳定性的陶瓷散热器、热障涂层等。
总的来说，纳米陶瓷材料具有优异的力学、光学、热学性能，具有广泛的应用前景。
随着纳米技术的不断发展和成熟，纳米陶瓷材料必将在材料科学领域发挥越来越重要的作用，为人类社会的发展进步做出更大的贡献。
纳米陶瓷应用于场景的原理
纳米陶瓷应用于场景的原理1. 什么是纳米陶瓷？纳米陶瓷是一种具有纳米级晶粒大小的陶瓷材料。
纳米材料是指其颗粒直径在1-100纳米之间的材料。
相比传统陶瓷材料，纳米陶瓷具有更高的硬度、强度、耐磨性和抗腐蚀性能，且具备更好的导电性、导热性和光学性能。
2. 纳米陶瓷在场景中的应用原理纳米陶瓷在不同场景中的应用原理主要包括以下几个方面：2.1 硬度和强度纳米陶瓷具有非常高的硬度和强度，这使得它在一些场景中可以替代传统材料，达到更好的效果。
例如，在汽车行业中，纳米陶瓷可以应用于车身涂层中，增加汽车表面的硬度和耐磨性，提高车身的抗刮擦性能。
2.2 抗腐蚀性能纳米陶瓷具有优异的抗腐蚀性能，可以在恶劣环境中长时间保持材料的稳定性和性能。
在化学工业中，纳米陶瓷可以制备成膜剂或涂层，用于防止管道、容器等设备受到腐蚀。
2.3 导电性和导热性能由于纳米陶瓷具有良好的导电性和导热性能，在电子设备、导电材料等领域有广泛应用。
比如，纳米陶瓷可以用于制备电子元件中的介质层，提供更好的隔离性能和导电性能。
2.4 光学性能纳米陶瓷具有优异的光学性能，可以用于调控光的传输和反射。
在光学设备、光纤通信等领域，纳米陶瓷可以作为光学涂层或材料，用于增强光的传感和传输效果。
2.5 应用于其他领域纳米陶瓷还可以应用于其他领域，例如医疗器械、环境保护等。
在医疗器械中，纳米陶瓷可以用于制备人工关节、牙科材料等，具有较好的生物相容性和机械性能。
在环境保护中，纳米陶瓷可以用于制备过滤材料，用于水处理、空气净化等。
3. 纳米陶瓷的制备方法纳米陶瓷的制备方法有多种，常见的方法包括：3.1 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常见的制备纳米陶瓷的方法。
该方法通过溶胶凝胶的过程制备纳米颗粒，并通过热处理使其形成陶瓷材料。
3.2 高温烧结法高温烧结法是一种将纳米颗粒通过高温烧结使其形成陶瓷材料的方法。
该方法在高温下使纳米颗粒结合成块体材料。
3.3 等离子体喷雾法等离子体喷雾法是一种通过喷雾进入等离子体中使溶胶快速凝胶形成纳米陶瓷的方法。
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13000kN／mm2，而普通陶瓷的显
微硬度低于2000kN／mm2。在陶
瓷基体中引入纳米分散相并进行
复合，所制得的纳米陶瓷复合材
料的强度大幅提高。
材料的超塑性：所谓超塑性是指材料在一定的应变 速率下，产生较大的拉伸形变。
尽管人们发现A1203、Si3N4等陶瓷材料在高温 时(1100一1600℃)具有超塑性，但普通陶瓷室温超 塑性却未见报道。而纳米陶瓷因其超微颗粒的小尺 寸效应、表面和界面效应、量子尺寸和宏观量子隧 道效应，使其在材料形成过程和结构中有突出表现， 从而使纳米陶瓷呈现出独特性能。由此，人们追求 的陶瓷超塑性问题有望在纳米陶瓷中解决。
气象高温裂解法、喷雾转化法、化学气 相合成法
气
化学气相合成法可以认为是惰性气体凝
相
胶法第一种变型，它既可以制备纳米非
合
氧化物粉体，也可制备纳米氧化物粉体
成
法
原料的坩蝸中经加热直接蒸发为气态，
以产生悬浮微粒或烟雾状原子团，原子
团的平均粒径可通过改变蒸发速率以及
蒸发室内的惰性气体的压制来控制
化学气相合成法增强了低温下的可烧结性， 并且有相对高的纯净性和高的表面及晶粒 边界纯度
高
韧
传统的陶瓷由于粒径较大，
性
在外表现出很强的脆性，
能
但是纳米陶瓷由于其粒径
尺寸小至纳米级，在受力
时可产生变形而表现出一
定的韧性
烧 结
由于纳米陶瓷材料存在着 大量的界面，这些界面为
性
原子提供了短程扩散途径，
能
与单晶材料相比，纳米陶
瓷材料具有较高的扩散率，
增强扩散能力的同时又使
纳米陶瓷材料的烧结温度
纳米结构陶瓷
结构陶瓷改变的力学 性能包括：硬度、强
度、塑性、韧性
通过添加具有独特功能的 纳米相或颗粒，或本身功 能在常规微米级时未能完 全表现出来的，在通过超 细化后而得到表现，从而 具有特殊功能的纳米陶瓷 材料
纳米功能陶瓷
这些特殊功能包括： 声学、光学、电学、 磁学、生物活性、对
环境的敏化性
物 理 制 备 方 法
纳米粉体材料具有以下优异的性能:
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纳米陶瓷材料具 有极小的粒径、 大的比表面积和 高的化学性 能, 可以降低材 料的烧结致密化 程度、节约能源;
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使材料的组成 结构致密化、 均匀化,改善陶 瓷材料的性能, 提高其使用可 靠性;
点击添加文本
可以从纳米材料的 结构层次上控制材 料的成分和结构,有 利于充分发挥陶瓷 材料的潜在性能,而 使纳米材料的组织 结构和性能的定向 设计成为可能。
随着纳米技术的应用，纳米陶瓷 随之产生，利用纳米技术开发的 纳米陶瓷材料，使得材料的强度、 韧性、和超塑性大幅度提高，克 服了工程陶瓷的许多不足
很多化学家研究各种材料的陶瓷， 如纳米陶瓷，大大扩展了应用领 域，因此如何提高陶瓷的利用率 和陶瓷的实用化，应成为目前陶 瓷的热点。
纳米陶瓷分类
在传统陶瓷粉底中通过加 入纳米颗粒，或者将传统 陶瓷粉体纳米化，通过烧 结凝固时控制凝固或晶体 相的大小和分布，从而改 变陶瓷显微结构以提高其 力学性能，制得纳米陶瓷 材料。
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凝
聚
在水溶液中加入有机配体与
相 合
金属离子形成配合物，通过 控制PH值、反应温度等条件 让其水解、聚合，经溶胶、
成
凝胶而形成一种空间骨架结
法
构，在脱水焙烧得到目的产 物的一种方法。
素胚成型
干压成型、离心 注浆法、挤压法、 注射法
传统 方法
将粉末转变成具有一定 形状、体积和强度的胚 体的过程，素胚的形状 密度和显微镜结构的均 匀性对陶瓷在烧结构成 中的致密化有极大的影 响
瓷原料及其显微结构中所体现的晶粒、晶界、气
孔和缺陷分布等的尺得到极大的改善，以至发生突变而
出现的新性能。
重要性及现状特点
陶瓷材料作为材料的三大支柱之 一，在生产生活中起着举足轻重 的作用。
传统陶瓷的材料质地较脆，韧性、 强度较差，因而其应用受很大限 制，一般仅用于摆放。
应用
军事领域 更坚硬的切削工具 高灵敏度的传感器
航空领域
生物领域 抗菌方面 汽车工业
发展前景
纳米陶瓷作为一种新型的 高性能陶瓷,将越来越受到 世界各国科学家的关注。 纳米陶瓷材料的发展是现 代物理和先进技术结合的 产物, 是近年来发展起来的 一门全新的科学技术,它将 成为新世纪最重要的高新 技术之一。纳米陶瓷的研 究与发展,必将引起陶瓷工 业的发展与变革,引起陶瓷 学理论上的发展乃至新的 理论体系的建立,以适应纳 米尺度的研究需要,从而使 纳米陶瓷材料具有更佳的 性能,使其在工程领域乃至 日常生活中得到更广泛的 应用。
浅谈纳米材料在陶瓷中 的运用及发展
纳米陶瓷材料
重要性及现状特点
纳米陶瓷分类 纳米陶瓷制备 纳米陶瓷性能 应用 发展前景
目 录
提起陶瓷，人们很容易想到日常生活中的饭碗、
纳
茶具、坛坛罐罐。其典型性格是"脆"，十足的易碎 品。然而神通广大的高科技却神奇地改变着陶瓷
米
脆弱和笨重的本性，使之成为制造高新技术兵器 的重要材料。
陶
瓷
陶瓷在历史上出现过3次大飞跃：从陶瓷到瓷器， 这是第一次重大飞跃。20世纪四五十年代，一些
材
强度高、性能好的陶瓷材料出现了，并被广泛应 用于工业领域，从传统陶瓷到工程陶瓷，这是陶
料
瓷发展史上的第二次重大飞跃。现在陶瓷业正从
工程陶瓷进入到纳米陶瓷的阶段，这是陶瓷发展
史上的第三次重大飞跃。所谓纳米陶瓷，是指陶
新型 方法
凝胶注膜法、直接 凝固注膜成型
烧结
无压烧结、 热压烧结
传统 方法
陶瓷材料致密化、 晶体长大、晶体形 成的过程
新型 方法
微波烧结、等离子体 烧结、高压烧结、 爆炸烧结
纳米陶瓷的性能
高强度
超塑性能
力学性能
纳米陶瓷 的性能
高韧性能
烧结性能
力
学
不少纳米陶瓷材料的硬度
性
和强度比普通陶瓷材料高
能
氧化铝陶瓷的烧结是通过表面张力来使物质迁移而得到实
现的。高温氧化物较难烧结，主要是它们有较大的晶格能和较 稳定的结构状态。指点迁移需要较高的活化能。采用纯度高， 粒径小，比表面积大，表面活性高的单分散超细a1203粉料， 由于颗粒间扩散距离短，只需要较低的烧结温度和烧结活化能。 如果氧化铝尺寸能降低到30nm以下，则烧结温度能较低到 100度以下。另外，氧化铝颗粒粒度的分布范围要尽可能窄， 颗粒均匀。
化 学 制 备 方 法
物理制备方法
蒸发凝聚法：
高能机械球磨法：
在真空蒸发室内充入低压惰性气体，加热金属 或化合物蒸发源，由此产生的原子雾与惰性气 体原子碰撞而失去能量，凝聚而成纳米尺寸的 团簇，并在液氮冷却棒上聚集起来，最后得到 纳米粉体。1987年美国Argonne实验室的 Siegles采用此法成功地制备了Ti02纳米陶瓷粉 体，粉体粒径为5—20nm。
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大为降低，添加10%纳米
二氧化锆（VK-R30Y3）
可使普通陶瓷降低烧结温
度50-100C。
以氧化铝纳米陶瓷为例： 由于氧化铝陶瓷胚体熔点高，烧结温度高达1800℃，较
难烧结，大大消耗了能源，因此，实现氧化铝快速低温烧结是 降低氧化铝陶瓷能耗和生产成本的关键。一般情况下，加入某 种添加剂可改善烧结性能，促进烧结。预烧氧化铝结构陶瓷时， 通常要加入适量添加剂，如硼酸盐、高纯纳米a1203等，可降 低预烧温度，促进晶型转化。
出4-5倍，在陶瓷基体中引
入纳米分散相并进行复合，
不仅可大幅度提高其断裂
强度和断裂韧性，明显改
善其耐高温性能，而且也
能提高材料的硬度、弹性
模量和抗热震、抗高温蠕
变的性能。
根据Hall-Petch关系
σy=σ0+Kd（-½）
式中:σy为屈服应力；σ0是移动单个位错所需的克服点阵 摩擦的力；K是常数；d是平均晶粒尺寸。如果用硬度来表 示，则可用下式表示，
化学制备方法
气相化学法
液相化学法
纳米陶瓷制备
纳米粉体的合成
素胚的成型
产品的烧结
纳米粉体
气相 合成
凝聚相 合成
固相 合成
随着粉体的超细化 ，其表面电子结构 和晶体结构发生变 化产生了块状材料 所不有的特殊的效
应
纳米 粉体
纳米陶瓷粉体使介 于固体与分子之间 的具有纳米数量级 尺寸的亚稳态中间
物质。
超
塑
陶瓷的超塑性是由扩散蠕变引起的 晶格滑移所致，扩散蠕变率与扩散
性
系数成正比，与晶粒尺寸的3次方
能
成反比，普通陶瓷只有在很高的温 度下才表现出明显的扩散蠕变，而
纳米二氧化锆陶瓷的扩散系数提高
了3个数量级，晶粒尺寸下降了3个
数量级，因而其扩散蠕变率较高，
在较低的温度下，因其较高的扩散
蠕变速率而对外界应力做出迅速反
应，造成晶界方向的平移，表现出
超塑性，使其韧性大为提高。
室温超塑性是纳米陶瓷最具吸引力的潜在性 能之一，也是纳米陶瓷最具应用前景的方面之一。 众所周知．普通陶瓷材料由于太硬太脆，加工极 困难．很难像金属一样进行切割、钻孔等操作， 这也是普通陶瓷材料的应用受局限的原因之一。 纳米陶瓷的室温超塑性将使得陶瓷在保留其耐化 学腐蚀、耐高温高压等优良性能的前提上，有可 能像其他材料一样进行锻造、挤压、拉拔、弯曲 等特种加工，不需磨削，直接制备精密尺寸的零 件。