纳米相陶瓷的制备
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纳米相陶瓷的制备
纳米相陶瓷的制备
纳米陶瓷的优越特性 ： (1)超塑性：例如纳米晶金红石TiO2在低温下具有超塑性（极大的可 拉伸性）。
(2)在保持原来常规陶瓷的断裂韧性的同时强度米块材料的一个分支，是指平均晶粒尺寸在纳米范围的 陶瓷材料，即单个晶粒为几十 ~ 几百纳米，晶粒之间密实堆积的块状 材料。纳米陶瓷是纳米科学技术的重要分支，是纳米材料科学的一个 重要领域。纳米陶瓷的研究是当前陶瓷材料发展的重大课题之一。 纳米陶瓷因为晶粒尺寸小，具有优于普通陶瓷的力学性能；又由于单 位体积中晶界相的比例远远高于普通的粗晶粒陶瓷和包含相当大比例 的具有特殊原子结构的界面成分，在电、磁、光、声方面具有优异的 功能特性，因此在实际工程上有着非常美好的应用前景。
与位错无关的模型
晶粒沿图中箭头的方向作相 对的滑移，晶粒向孔洞的滑 移就会产生新的附加表面积 ，这种表面积的产生所需的 功由附加应力提供。当压制 试样应力做的功等于晶粒相 互滑移产生的新表面积的能 量时就呈现出应变的域值行 为，这时的附加应力称为阈 值应力．当应力高于阈值应 力时才会使应变重新开始。
素坯的密度和粒径随烧结温度的变化
ZrO2+稳定化Y2O3的纳米粉 1520K用2h烧结后粒径仅为 150nm，相对密度达99％。
掺杂稳定剂的机理
杂质偏聚到晶界上并在晶界建立起空间电荷， 从而钉扎（ pinning) 了晶界，使晶界移动性大 大降低,阻止了晶粒的长大。
掺入物质的掺入改变了点的缺陷的组成与化学 性质，从而阻止了粒径的增长。
一步法和二步法
“一步法”：易升华的MgO, ZnO和纳米离子化 合物可用直接蒸发形成纳米微粒后原位加压成 生坯。 “两步法”：第一步是在惰性气体中(高纯He)蒸 发金属，形成的金属纳米粒子附着在冷阱上； 第二步是引入活性气体。
纳米TiO2和ZrO2的烧结
附加应力的选择
在应力有助烧结过程中只有选择 适当的附加应力才能实现高致密 度，即附加应力应大于阈值应力 才能使密度大艺过程：将纳米粉在室温下经模压成块状试样，然后在一定的温 度下焙烧使其致密化(烧结)。 优点：无压力烧结工艺简单，不需特殊的设备，因此成本低。
缺点：烧结过程中易出现晶粒的快速长大及大孔洞的形成，结果试 样不能实现致密化，使得纳米陶瓷的优点丧失。
掺稳定化剂的烧结
掺 MgO 的纳米 ZrO 2 晶粒长大的速率 远低于未掺稳定化剂MgO的ZrO2 试样
纳米相陶瓷的制备
纳米陶瓷的优越特性 ： (1)超塑性：例如纳米晶金红石TiO2在低温下具有超塑性（极大的可 拉伸性）。
(2)在保持原来常规陶瓷的断裂韧性的同时强度米块材料的一个分支，是指平均晶粒尺寸在纳米范围的 陶瓷材料，即单个晶粒为几十 ~ 几百纳米，晶粒之间密实堆积的块状 材料。纳米陶瓷是纳米科学技术的重要分支，是纳米材料科学的一个 重要领域。纳米陶瓷的研究是当前陶瓷材料发展的重大课题之一。 纳米陶瓷因为晶粒尺寸小，具有优于普通陶瓷的力学性能；又由于单 位体积中晶界相的比例远远高于普通的粗晶粒陶瓷和包含相当大比例 的具有特殊原子结构的界面成分，在电、磁、光、声方面具有优异的 功能特性，因此在实际工程上有着非常美好的应用前景。
与位错无关的模型
晶粒沿图中箭头的方向作相 对的滑移，晶粒向孔洞的滑 移就会产生新的附加表面积 ，这种表面积的产生所需的 功由附加应力提供。当压制 试样应力做的功等于晶粒相 互滑移产生的新表面积的能 量时就呈现出应变的域值行 为，这时的附加应力称为阈 值应力．当应力高于阈值应 力时才会使应变重新开始。
素坯的密度和粒径随烧结温度的变化
ZrO2+稳定化Y2O3的纳米粉 1520K用2h烧结后粒径仅为 150nm，相对密度达99％。
掺杂稳定剂的机理
杂质偏聚到晶界上并在晶界建立起空间电荷， 从而钉扎（ pinning) 了晶界，使晶界移动性大 大降低,阻止了晶粒的长大。
掺入物质的掺入改变了点的缺陷的组成与化学 性质，从而阻止了粒径的增长。
一步法和二步法
“一步法”：易升华的MgO, ZnO和纳米离子化 合物可用直接蒸发形成纳米微粒后原位加压成 生坯。 “两步法”：第一步是在惰性气体中(高纯He)蒸 发金属，形成的金属纳米粒子附着在冷阱上； 第二步是引入活性气体。
纳米TiO2和ZrO2的烧结
附加应力的选择
在应力有助烧结过程中只有选择 适当的附加应力才能实现高致密 度，即附加应力应大于阈值应力 才能使密度大艺过程：将纳米粉在室温下经模压成块状试样，然后在一定的温 度下焙烧使其致密化(烧结)。 优点：无压力烧结工艺简单，不需特殊的设备，因此成本低。
缺点：烧结过程中易出现晶粒的快速长大及大孔洞的形成，结果试 样不能实现致密化，使得纳米陶瓷的优点丧失。
掺稳定化剂的烧结
掺 MgO 的纳米 ZrO 2 晶粒长大的速率 远低于未掺稳定化剂MgO的ZrO2 试样