納米陶瓷技術是解決陶瓷脆性戰略途徑

    陶瓷材料作為材料的三大支柱之一，在日常生活及工業生產中起著舉足輕重的作用。但是，由于傳統陶瓷材料質地較脆，韌性、強度較差，因而使其應用受到了較大的限制。隨著納米技術的廣泛應用，納米陶瓷隨之產生，希望以此來克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有象金屬一樣的柔韌性和可加工性。英國材料學家Cahn指出納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰略途徑。
        所謂納米陶瓷，是指顯微結構中的物相具有納米級尺度的陶瓷材料，也就是說晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在納米量級的水平上。要制備納米陶瓷，這就需要解決：粉體尺寸形貌和粒徑分布的控制，團聚體的控制和分散。塊體形態、缺陷、粗糙度以及成分的控制。 Gleiter指出，如果多晶陶瓷是由大小為幾個納米的晶粒組成，則能夠在低溫下變為延性的，能夠發生100%的范性形變。并且發現，納米TiO2陶瓷材料在室溫下具有優良的韌性，在180℃經受彎曲而不產生裂紋。許多專家認為，如能解決單相納米陶瓷的燒結過程中抑制晶粒長大的技術問題，從而控制陶瓷晶粒尺寸在50nm以下的納米陶瓷，則它將具有的高硬度、高韌性、低溫超塑性、易加工等傳統陶瓷無與倫比的優點。上海硅酸鹽研究所在納米陶瓷的制備方面起步較早，他們研究發現，納米3Y-TZP陶瓷(100nm左右)在經室溫循環拉伸試驗后，在納米3Y-TZP樣品的斷口區域發生了局部超塑性形變，形變量高達380%，并從斷口側面觀察到了大量通常出現在金屬斷口的滑移線。 Tatsuki等人對制得的Al2O3-SiC 納米復相陶瓷進行拉伸蠕變實驗，結果發現伴隨晶界的滑移，Al2O3晶界處的納米SiC粒子發生旋轉并嵌入Al2O3晶粒之中，從而增強了晶界滑動的阻力，也即提高了Al2O3-SiC納米復相陶瓷的蠕變能力。
        雖然納米陶瓷還有許多關鍵技術需要解決，但其優良的室溫和高溫力學性能、抗彎強度、斷裂韌性，使其在切削刀具、軸承、汽車發動機部件等諸多方面都有廣泛的應用，并在許多超高溫、強腐蝕等苛刻的環境下起著其他材料不可替代的作用，具有廣闊的應用前景。  

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