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。
纳米陶瓷
纳米陶瓷从陶瓷材料发展的历史来看，经历了三次飞跃。
由陶器进入瓷器这是第一次飞跃；由传统陶瓷发展到精细陶瓷是第二次飞跃，在这个期间，不论是原材料，还是制备工艺、产品性能和应用等许多方面都有长足的进展和提高，然而对于陶瓷材料的致命弱点：脆性问题没有得到根本的解决。
精细陶瓷粉体的颗粒较大，属微米级（10－6m），有人用新的制备方法把陶瓷粉体的颗粒加工到纳米级（10－9m），用这种所谓超细微粉体粒子来制造陶瓷材料，得到新一代纳米陶瓷，这是陶瓷材料的第三次飞跃。
纳米陶瓷具有延性，有的甚至出现超塑性。
如室温下合成的TiO2陶瓷，它可以弯曲，其塑性变形高达100％，韧性极好。
因此人们寄希望于发展纳米技术去解决陶瓷材料的脆性问题。
纳米陶瓷被称为21世纪陶瓷。
纳米陶瓷是纳米材料中的一种，纳米材料是当今材料科学研究中的热点之一。
什么是纳米材料呢？材料绝大多数是固体物质，它的颗粒大小一般在微米级，一个颗粒包含着无数原子和分子，这时材料显示的是大量分子的宏观性质。
后来人们发现，若用特殊的方法把颗粒加工到纳米级大小，这时一个纳米级颗粒所含的分子数大为减少，用它做成的材料称为纳米材料。
纳米材料具有奇特的光、电、磁、热、力和化学等性质，和宏观材料迥然不同。
究竟是什么原因使纳米材料具有如此独特的性质，目前还研究得不深入。
总的来说，纳米材料的粒子是超细微的，粒子数多，表面积大，而且处于粒子界面上的原子比例甚高，一般可达到总原子数一半左右。
这就使纳米材料具有不寻常的表面效应、界面效应和量子效应等，因此而呈现出一系列独特的性质。
例如金的熔点是1063℃，而纳米金只有330℃，熔点降低近700℃；银的熔点由金属银的960.8℃降为纳米银的100℃。
纳米金属熔点的降低不仅使低温烧结制备合金成为现实，还可使不互溶的金属冶炼成合金。
又如纳米铂黑催化剂，由于表面积大，表面活性高，可使乙烯氧化反应的温度从600℃降至室温；纳米铁的抗断裂应力比普通铁高12倍，等等。
纳米陶瓷的制备过程
纳米陶瓷的制备过程如下：
1. 纳米粉体的制备：纳米粉体的制备是纳米陶瓷生产中最重要的一步，在某种程度上可以说，纳米粉体决定了纳米陶瓷烧结后的质量。
目前，纳米粉体制备方法主要有两种，一种是气相合成法，包括化学气相合成法、高温裂解法和雾转化法。
这是一种极为实用的纳米粉体制备方法。
纳米氧化物粉或非氧化物粉可以通过这种方法制备。
气相合成法最大的优点是制备的纳米粉纯度高，烧结后的纳米陶瓷表面纯度高。
一种是凝结合成法，主要用于制备复合氧化物纳米陶瓷材料。
2. 纳米陶瓷的烧结：在获得所需纳米粉体后，需要对其进行烧结以形成纳米陶瓷材料。
烧结过程通常在高温下进行，以促进原子间的扩散和重新排列，以获得所需的结构和性能。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议咨询纳米陶瓷领域的专业人士。
纳米陶瓷
⒈ 零维陶瓷材料
大多数纳米粒子呈现为理想单晶。尺寸在 60nm左右，也有非晶态或来亚稳态的纳米粒 子。由于粒度在1～100nm之间，所以有很多 独特的性质。主要在量子尺寸效应、小尺寸效 应、表面效应和宏观量子隧道效应等，并由此 派生出传统固体不具备的许多特性
6、应用于制备功能性陶瓷纤维 (1) 防紫外线纤维。 (2) 远红外线保温纤维。
(3) 抗菌防臭纤维
纳米陶瓷的应用： 1、应用于提高陶瓷材料的机械强度
结构陶瓷是以强度、刚度、韧性、耐 磨性、硬度、疲劳强度等力学性能为特 征的材料。
用纳米陶瓷粉体制备的陶瓷材料能有 效减少材料表面的缺陷,获得形态均一和 平滑的表面,能增强界面活性,提高材料单 晶的强度,还能有效降低应力集中,减少磨 损,特别是可以有效提高陶瓷材料的韧性。
纳米材料的制备：
纳米粉体的合成
素坯的成型 产品的烧结
粉体合成按合成条件分类： 1、气相法：气相法是直接利用气体，或 者通过各种手段将物质转变为气体，使之 在气体状态下发生物理变化或者化学反应， 最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米粒子 的方法。 优点：制得的纳米陶瓷粉体的纯度较 高，团聚较少，烧结性能较好 缺点：产量低，设备昂贵
二 纳米陶瓷
所谓的纳米陶瓷是指晶体粒度在1～100nm范围 内的陶瓷材料。 ⒈ 材质讲应是陶瓷的，而非金属的或 有机的。 ⒉ 晶粒尺度应在1～100nm，严格来说， 应要求其内部各种物相的显微尺寸包括晶 粒度、晶界宽度、第二相粒子以及缺陷尺 寸都在纳米尺度。
三 纳米陶瓷材料分类
按形态的不同：
⒈ 零维陶瓷材料即纳米陶瓷粉
纳米陶瓷的特性及应用领域
纳米陶瓷的特性及应用领域纳米陶瓷是一种由纳米级陶瓷晶粒组成的材料。
与传统陶瓷材料相比，纳米陶瓷具有许多独特的特性。
下面将详细介绍纳米陶瓷的特性及应用领域。
首先，纳米陶瓷具有较高的硬度和强度。
纳米陶瓷晶粒的尺寸通常为纳米级别，因此具有更大的表面积与体积比。
这使得纳米陶瓷材料具有优异的力学性能，如较高的硬度和强度。
纳米陶瓷晶粒之间的界面也能够阻止裂纹的传播，增加了材料的韧性。
其次，纳米陶瓷具有优异的导热性和绝缘性。
由于纳米陶瓷晶粒之间的间距较小，导热路径缩短，从而提高了纳米陶瓷导热性能。
此外，纳米陶瓷具有较低的热膨胀系数，能够有效地抵抗热、冷冲击，具有优异的热循环稳定性。
另一方面，纳米陶瓷也具有良好的绝缘性能，能够在高温、高电压环境下稳定工作，广泛应用于电子器件。
第三，纳米陶瓷具有优异的抗腐蚀性和耐磨性。
纳米陶瓷晶粒的细小尺寸和均匀分布使得纳米陶瓷材料具有良好的致密性和抗腐蚀性能。
纳米陶瓷还具有较高的硬度，能够有效地抵抗磨损和划伤，因此被广泛应用于摩擦材料、耐磨涂层、切割工具等领域。
此外，纳米陶瓷还具有很高的化学稳定性和生物相容性。
纳米陶瓷表面常常具有较高的表面能，能够与其他材料形成很好的粘合。
同时，纳米陶瓷也具有较低的细胞毒性和组织刺激性，对生物组织较为友好。
因此，纳米陶瓷被广泛应用于医学领域，如人工关节、牙科材料、骨修复材料等。
除了上述特性，纳米陶瓷还具有许多其他的优点，如优异的光学性能、磁性能和电性能。
纳米陶瓷可以通过控制晶粒尺寸和组分来调节其光学特性，广泛应用于光学透明材料、光储存材料等。
此外，纳米陶瓷还具有较高的磁饱和度和磁导率，并且可在低温下保持其磁性能。
纳米陶瓷也可以通过掺杂不同的金属和非金属元素来调节其电性能，广泛应用于传感器、电容器、电池等领域。
综上所述，纳米陶瓷具有许多独特的特性，广泛应用于诸多领域。
纳米陶瓷在材料科学、电子技术、能源、医学和环境等领域中发挥着重要作用，并且其应用前景仍然非常广阔。
简述纳米陶瓷的优点和应用
简述纳米陶瓷的优点和应用随着科技的不断进步，人们对新型材料的需求也越来越高。
纳米陶瓷作为一种新型材料，具有许多优点和广泛的应用。
下面将对纳米陶瓷的优点和应用进行简述。
一、纳米陶瓷的优点1. 超强耐磨性纳米陶瓷的颗粒大小在纳米级别，颗粒间距非常小，因此具有超强的耐磨性。
目前，许多汽车美容店都使用纳米陶瓷进行车漆保护，以保护汽车表面免受刮擦和磨损。
2. 防污性能强纳米陶瓷具有良好的防污性能，表面会形成一层保护膜，不易沾污，清洗也非常容易。
这种材料广泛应用于建筑物的外墙、地面和家具表面。
3. 耐高温性能好纳米陶瓷的熔点很高，可达到2000℃以上，因此在高温环境下也能保持稳定性能。
目前，许多航空航天器和火箭使用纳米陶瓷材料，以保护设备免受高温环境的影响。
4. 抗氧化性能强纳米陶瓷具有良好的抗氧化性能，能够有效地防止金属材料被氧化，延长其使用寿命。
因此，纳米陶瓷广泛应用于航空、航天、电子等领域。
二、纳米陶瓷的应用1. 汽车美容保护许多汽车美容店都使用纳米陶瓷进行车漆保护，以保护汽车表面免受刮擦和磨损。
纳米陶瓷能够形成一层保护膜，增加车漆的耐磨性和防污性能，同时也能提高车漆的光泽度。
2. 建筑材料纳米陶瓷广泛应用于建筑物的外墙、地面和家具表面。
纳米陶瓷能够形成一层保护膜，防止建筑材料被污染和老化，同时也能提高建筑材料的光泽度。
3. 航空航天器和火箭纳米陶瓷的耐高温性能好，因此在航空航天器和火箭中应用广泛。
纳米陶瓷能够保护设备免受高温环境的影响，同时也能提高设备的耐磨性和防氧化性能。
4. 电子材料纳米陶瓷广泛应用于电子材料中。
纳米陶瓷能够提高电子元器件的耐磨性和防氧化性能，同时也能够增强电子元器件的稳定性和可靠性。
纳米陶瓷具有许多优点和广泛的应用。
纳米陶瓷的优点包括超强的耐磨性、良好的防污性能、耐高温性能好、抗氧化性能强等。
纳米陶瓷的应用包括汽车美容保护、建筑材料、航空航天器和火箭、电子材料等。
随着纳米科技的不断发展，相信纳米陶瓷的优点和应用将会越来越广泛。
纳米陶瓷材料
纳米陶瓷材料纳米陶瓷材料是一种由纳米级粒子组成的陶瓷材料。
纳米陶瓷材料具有纳米尺度下的特殊物理、化学和力学性能，与传统陶瓷材料相比，具有更高的硬度、更好的抗磨损性、更强的力学强度和更高的耐高温性能。
纳米陶瓷材料具有广泛的应用前景，在许多领域都显示出了巨大的潜力。
首先，纳米陶瓷材料具有出色的机械性能。
纳米陶瓷材料的纳米级粒子分布均匀，形成了致密的结构，使其具有很高的硬度和不易破裂的特点。
这使得纳米陶瓷材料可以广泛用于制造高强度的耐磨零部件，如陶瓷刀具、磨料和陶瓷轴承等。
其次，纳米陶瓷材料具有优异的抗氧化性能。
由于纳米陶瓷材料具有均匀的纳米级晶粒结构，其氧化速度相对较低。
这意味着纳米陶瓷材料可以在高温环境下长时间使用，不易受到氧化的影响。
因此，纳米陶瓷材料可以用于制造高温陶瓷热电器件、耐热化学反应器等。
此外，纳米陶瓷材料具有优异的光学性能。
纳米级晶粒结构使得纳米陶瓷材料有更好的透明性和折射率调控能力。
这使得纳米陶瓷材料广泛应用于光学、显示和光电器件等领域。
例如，纳米陶瓷材料可以制作高分辨率的液晶显示器背光板和触摸屏，以及高效率的太阳能电池。
最后，纳米陶瓷材料还具有优异的化学稳定性。
由于纳米陶瓷材料具有均匀的纳米级晶粒结构，其化学反应活性相对较低。
这使得纳米陶瓷材料具有较好的耐腐蚀性能和化学稳定性，可广泛应用于化学工业、石油和天然气开采等领域。
综上所述，纳米陶瓷材料具有许多优秀的性能，包括出色的机械性能、抗氧化性能、光学性能和化学稳定性。
这些优势使得纳米陶瓷材料在许多领域都具有广泛的应用前景。
然而，纳米陶瓷材料的制备和成本仍然是一个挑战，需要进一步研究和发展。
纳米陶瓷实验报告
一、实验目的1. 了解纳米陶瓷的基本概念和制备方法。
2. 掌握纳米陶瓷的表征技术。
3. 分析纳米陶瓷的物理和力学性能。
二、实验原理纳米陶瓷是指晶粒尺寸在纳米尺度（1-100nm）的陶瓷材料，具有优异的力学性能、热性能和化学稳定性。
纳米陶瓷的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、机械合金化法等。
本实验采用溶胶-凝胶法制备纳米陶瓷。
三、实验材料与设备1. 实验材料：氧化铝粉末、硅溶胶、氨水、无水乙醇、丙酮、蒸馏水等。
2. 实验设备：磁力搅拌器、烘箱、真空干燥箱、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能试验机等。
四、实验步骤1. 溶胶制备：将氧化铝粉末、硅溶胶、氨水、无水乙醇按一定比例混合，在磁力搅拌器上搅拌1小时，得到溶胶。
2. 凝胶制备：将溶胶在室温下陈化12小时，然后放入烘箱中干燥，得到凝胶。
3. 烧结：将凝胶放入真空干燥箱中，在500℃下烧结2小时，得到纳米陶瓷样品。
4. 性能测试：采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对纳米陶瓷进行表征；采用万能试验机测试纳米陶瓷的力学性能。
五、实验结果与分析1. X射线衍射分析：X射线衍射图谱显示，纳米陶瓷样品具有明显的氧化铝晶体特征，晶粒尺寸约为20nm。
2. 扫描电子显微镜分析：扫描电子显微镜照片显示，纳米陶瓷样品具有均匀的纳米晶粒结构，晶粒尺寸约为20nm。
3. 力学性能测试：纳米陶瓷样品的断裂强度为200MPa，弯曲强度为300MPa，抗折强度为150MPa，均优于传统陶瓷材料。
六、结论1. 本实验采用溶胶-凝胶法制备了纳米陶瓷，成功制备了具有优异力学性能的纳米陶瓷样品。
2. 纳米陶瓷样品的晶粒尺寸约为20nm，具有良好的分散性和均匀性。
3. 纳米陶瓷样品的力学性能优于传统陶瓷材料，具有良好的应用前景。
七、实验讨论1. 溶胶-凝胶法制备纳米陶瓷具有操作简单、成本低、环境友好等优点。
2. 纳米陶瓷的力学性能与其晶粒尺寸、烧结温度等因素密切相关。
3. 纳米陶瓷在航空航天、汽车、电子等领域具有广泛的应用前景。
纳米陶瓷
二、表面效应 纳米微粒尺寸小，表面积大，位于表面的原子 占相当大的比例。随着粒径减小，表面积急剧变大， 引起表面原子数迅速增加，粒子活性随之增加。 三、量子尺寸效应
当粒子尺寸下降到最低时，费米能级附近的电 子能级发生了由准连续变为离散能级的现象，即能 级发生分裂。
上述三个效应是纳米微粒与纳米固体的基本特 性。它使纳米微粒和纳米固体呈现出许多奇异的物 理、化学性质，出现了一些“反常现象”。 如：金属为导体，但纳米金属微粒在低温下呈 现绝缘性；当粒径为十几纳米时，氮化硅组成纳米 陶瓷时电阻变小；化学惰性的金属铂制成的纳米微 粒后即成为活性很高的催化剂。
稀土氧化物巨磁阻材料是指在外加磁场下，材料 电阻极大下降的一类稀土锰氧化物。 Jin等人利用脉冲激光沉积结合热处理在LaAlO3单 晶基体上制得La-Ca-Mn-O单晶薄膜，其磁阻比为 100 000%。
R R0 RH 磁阻比定义： CMR R R H H
R0为零外加磁场下的电阻，RH为外加磁场下的电 阻。
碳 纳 米 管 显 微 结 构
碳 纳 米 管 立 体 结 构 想 像 图
1.导电性
CNT导电性的显著特点是其不确定性。虽 然石墨是电的良导体，但CNT导电性会随着其 结构改变而改变，它可能是半导体，也可能是 导体，甚至可能是超导体。 2.场致发射特性 场致发射电流密度的值越大，表明材料场 致发射能力越强，如果将其制成显示器或发光 器件，其亮度就越大。场致发射电流密度越稳 定，表明其发射性能的稳定性和可靠性越好。 而CNT及其阵列——薄膜的场致发射特性正好 具有上述特点。其电流密度高达1A/cm2，相比 之下金属Mo微尖的电流密度在1×10-3 A/cm2左 右，整整低了3个数量级。
纳米陶瓷的成形
纳米陶瓷成形过程中，为了提高坯体密度，通常有 以下几种方法。 干法成形： （1） 连续加压成形。第一次加压导致软团聚体的破 碎。第二次加压导致颗粒的重排，使颗粒之间很好的 接触。 （2） 脉冲电磁力成形。 （3） 超高压成形。
纳米陶瓷材料制备方法
纳米陶瓷材料制备方法纳米陶瓷材料可是很厉害的东西呢！那它是怎么制备出来的呀 。
一、气相法。
气相法就像是让陶瓷材料从气体里诞生一样。
有一种化学气相沉积法，简单说呢，就是把一些含有陶瓷元素的气体，在高温或者有催化剂等特殊条件下，让它们发生化学反应。
这些气体分子就像一群调皮的小娃娃，在特定环境里相互碰撞、结合，然后慢慢就形成了纳米级别的陶瓷颗粒啦。
就像搭积木一样，不过是超级小的积木哦。
还有物理气相沉积法，通过加热或者用电子束等手段，把陶瓷原料变成气态，然后再让它们冷却、凝聚，就得到纳米陶瓷材料了。
这就好比把一块陶瓷原料变成了“陶瓷蒸汽”，再把蒸汽变回小颗粒。
二、液相法。
液相法也很有趣。
比如说溶胶 - 凝胶法，先把陶瓷的前驱体溶解在溶液里，这个溶液就像一个魔法汤。
然后通过水解、缩聚等反应，溶液慢慢变得浓稠，就像汤变得越来越浓一样，最后形成凝胶。
再经过干燥、烧结等工序，纳米陶瓷材料就做好啦。
还有沉淀法呢，在溶液里加入一些试剂，让陶瓷离子沉淀出来，就像把藏在溶液里的陶瓷宝宝给捞出来一样，这些沉淀经过处理也能变成纳米陶瓷材料。
三、固相法。
固相法听起来就很实在。
像机械球磨法，把陶瓷原料的粉末放在球磨机里，那些小钢球就像一群勤劳的小工人，不停地撞击、研磨陶瓷粉末。
在这个过程中，粉末的颗粒就会越来越小，最后达到纳米级别。
不过这个过程就像一场小粉末的“瘦身之旅”，要经过很长时间的打磨呢。
纳米陶瓷材料的制备方法各有各的妙处，就像不同的厨师有不同的拿手菜做法一样。
这些方法都在科学家们的巧手下，不断地发展和完善，让纳米陶瓷材料能够在更多的领域发挥它神奇的作用，比如在医疗、电子等领域大放异彩呢。
。
纳米陶瓷材料
纳米陶瓷材料前言纳米陶瓷材料是纳米材料的一个分支。
从广义上讲，按存在形态的不同可分为零维纳米材料即纳米陶瓷粉，一维纳米陶瓷材料即纳米陶瓷纤维或纳米陶瓷管,二维纳米陶瓷材料即纳米陶瓷膜，三维纳米陶瓷材料即纳米陶瓷块材；按传统陶瓷的概念纳米陶瓷是烧结后的块材，即在陶瓷结构的显微结构中，晶粒、晶界以及它们之间的结合等都处在纳米尺寸水平（1~100nm）。
对纳米陶瓷的研究主要集中在纳米陶瓷的制备上，包括纳米粉体的合成、素坯的成型、纳米陶瓷的烧结等。
纳米陶瓷粉体的制备纳米陶瓷粉体是指颗粒尺寸为纳米量级的陶瓷颗粒的集合，它的尺度大于原子族，小于通常微粉，是人们研究开发最早的纳米材料之一，在微电子、生物医药等领域已显示出广阔的应用前景。
纳米陶瓷粉体的制备是纳米陶瓷材料制备的基础，纳米陶瓷粉体颗粒的大小和形状对制备过程和制品性能有着直接影响。
要使纳米陶瓷具有优良的性能，必须要有容易分散、流动性好、高纯度、化学组成均匀、颗粒大小能满足要求，并且粒度分布较窄的纳米粉体材料作为原料。
1.制备纳米粉体的机械方法①机械粉碎法：典型的纳米粉碎技术有球磨、振动球磨、振动磨、搅拌磨、胶体磨以及气流粉碎。
球体在球磨中不仅发生了粒子的粉碎，也会因范德华力、静电引力、离子间的冷焊等原因发生聚合，粉磨的越细，聚合越严重。
在球磨介质中加入表面活性剂（助磨剂）可解决球磨过程中粉体的团聚，降低平衡粒度，常用的助磨剂有硬脂酸、乙醇、乙酸乙酯等。
加入助磨剂后，可以磨到19.8nm的粒度。
机械粉碎法尤其适用于制备脆性材料的纳米粉，其中气流粉碎可以连续操作，为大量生产纳米粉体创造了条件。
同时，因为没有研磨介质，物料不会受污染。
但粉碎过程中物料与气流充分接触，粉碎后物料表面又十分发达，所以吸附的气体很多，粉体在使用前需要排除吸附的气体。
②机械力化学反应法：这是将一种或几种物质在高能球磨机中球磨，通过适当控制球磨条件，使材料在球磨过程中粒子尺寸减小、晶格畸变，从而发生晶型转变或者混合物粉体极度无形化、相互之间发生界面反应，在室温下基本合成纳米晶，或在低于传统的退火温度下煅烧得到纳米粉。
陶瓷纳米材料
陶瓷纳米材料陶瓷纳米材料是一种具有微观纳米结构的陶瓷材料，其具有优异的力学性能、化学稳定性和热稳定性。
纳米陶瓷材料的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、气相沉积法、固相反应法等。
这些方法可以控制材料的晶粒尺寸和分布，从而调控材料的性能。
陶瓷纳米材料具有许多优异的性能，其中包括高硬度、高强度、高韧性、高耐磨性、高抗氧化性等。
这些性能使得纳米陶瓷材料在各种工业领域有着广泛的应用。
例如，在机械制造领域，纳米陶瓷材料可以用于制造高性能的刀具、轴承等零部件；在电子领域，纳米陶瓷材料可以用于制造高性能的电子器件；在化工领域，纳米陶瓷材料可以用于制备高性能的催化剂等。
除了上述优异的性能外，纳米陶瓷材料还具有一些特殊的性能。
例如，纳米陶瓷材料具有尺寸效应和界面效应，使得其性能具有特殊的优势。
此外，纳米陶瓷材料还具有特殊的光学性能和磁学性能，这些性能使得纳米陶瓷材料在光学器件、磁学器件等方面有着广泛的应用前景。
然而，纳米陶瓷材料也面临着一些挑战。
例如，纳米陶瓷材料的制备方法相对复杂，生产成本较高；纳米陶瓷材料的加工难度较大，制造工艺相对困难。
此外，纳米陶瓷材料在实际应用中还存在一些问题，例如易团聚、易氧化等。
为了克服这些问题，科研人员正在不断努力。
他们致力于开发新的制备方法，提高纳米陶瓷材料的制备效率和降低生产成本；他们致力于改进加工工艺，提高纳米陶瓷材料的加工性能；他们致力于研究纳米陶瓷材料的表面改性和稳定性改进，以提高其在实际应用中的性能表现。
总的来说，纳米陶瓷材料具有广阔的应用前景，但同时也面临着一些挑战。
随着科技的不断发展，相信这些问题都将会得到有效解决，纳米陶瓷材料的应用领域将会更加广泛，性能将会更加优异。
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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:
点击添加文本
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;
点击添加文本
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。