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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料现代制备技术纳米陶瓷材料制备技术及应用摘要:纳米陶瓷粉体制备是纳米陶瓷材料制备的基础。制备陶瓷粉体一般必须满足以下几个条件:1)粒子纯度及表面的清洁度高;2)粒子粒径及粒度分布可控;3)粒子几何形状规一,晶相稳定性好;4)粉体无团聚或团聚程度低;5)粉体流动性好。目前纳米陶瓷粉体的制备方法多种多样,出现了热化学气相反应法、激光气相法、等离子体气相合成法、化学沉淀法、溶胶-凝胶法等新方法,以上各种方法都各有优缺点,为了便于控制反应的条件及粉末的产率、粒径与分布等,实际上也常采用两种
2、或多种制备技术。随着科学技术的相互渗透和交叉,纳米功能陶瓷在传统陶瓷的基础上,逐渐发展成为一综合而又相对独立的学科体系。其不断的开发和研究,对科学技术的发展起到了巨大的促进作用。关键词:纳米陶瓷制备技术(来自:写论文网:材料现代制备技术)增韧性晶粒尺寸目录摘要.2关键词.21.概述.42.纳米陶瓷材料的特性.4超塑性.4高强度性.5增韧性.5烧结特性.6光学性.63.纳米陶瓷材料的制备工艺和方法.6热化学气相反应法(CVD法).6激光气相合成法(LICVD法).7等离子体气相合成法(PCVD).7化学沉积法.7溶胶-凝胶(SOL-GEL)法.84.纳米陶瓷材料的应用.8在生物领域中的应用.8在
3、功能陶瓷中的应用.9在军事领域中的应用.9在增韧方面中的应用.95.结论.10参考文献.111.概述陶瓷材料作为材料的三大支柱之一,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。广义上讲,指除有机和金属材料之外的所有其它材料,即无机非金属材料。从形态上分,有零维的颗粒材料,一维的线材,二维的薄膜材料,三维的体材料;从结构上分,无机非金属材料应包括单晶材料,非晶态材料和多晶材料;再从用途分可分,为主要利用其力学性能的结构陶瓷材料和利用除力学性能之外的其它性质如电、声、磁、光学性质的功能陶瓷材料。各种能量和信号转换材料也属功能材料。狭义上讲,陶瓷材料主要指多晶的无机非金属材料。这种材料中,显微尺度的晶
4、粒以晶界为界面相互以化学键连接,构成一维、二维或三维材料1。但是,由于传统陶瓷材料质地较脆,韧性、强度较差,因而使它的应用受到了较大的限制,随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生,希望以此来克服陶瓷材料的脆性,使陶瓷具有像金属一样的柔韧性和可加工性以解决陶瓷脆性,因此纳米陶瓷的研究就成了当今材料科学研究的热点领域。所谓纳米陶瓷,是八十年代中期发展起来的先进材料,它是由纳米级水平显微结构组成的新型陶瓷材料,其中包括晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸等都只限于100nm量级的水平。由于界面占有可与颗粒相比拟的体积百分比,小尺寸效应以及界面的无序性使它具有不同于传统陶瓷的独特性能,
5、成为当前材料科学、凝聚态物理研究的前沿热点领域,是纳米科学技术的重要组成部2。2.纳米陶瓷材料的特性超塑性所谓陶瓷超塑性,是指在拉伸试验中,在一定的应变速率下,材料产生较大的拉伸形变3。作为多晶材料的陶瓷,一向被认为是典型的脆性材料,当受到外力作用时,在几乎无塑性变形的情况下呈脆性断裂。近年来,随着陶瓷制备技术的发展,发现了细晶陶瓷材料在高温下也具有类似于金属的超塑性,这是材料科学研究的一大突破。对于晶粒尺寸为300nm的Y-TZP陶瓷材料,在1400条件下,起始应变速度为110-2/s,压缩应变达350%,随着晶粒尺寸减小到150nm,则Y-TZP陶瓷材料在1250条件下呈现了超塑性,而且起
6、始应变速率达310-2/s,压缩应变量达380%,如图1所示,预期晶粒尺寸的降低将进一步提高材料的超塑性。对于纳米级TiO2,比单晶和粗晶的TiO2陶瓷具有更好的形变性能和断裂韧性,在180可经受弯曲形变而不产生裂纹,即使是带裂纹TiO2纳米陶瓷能经受一定程度的弯曲而裂纹不扩展,这是纳米材料最为引人注目的成果4。高强度性在提高纳米功能陶瓷的韧性的同时,其强度也得到了非常大的提高。纳米陶瓷材料在压制、烧结后,其强度比普通陶瓷材料高出4-5倍,如在100下,纳米TiO2陶瓷的显微硬度为13000KN/mm2,而普通TiO2陶瓷的显微硬度低于XXKN/mm25。日本的新原皓一制备了纳米陶瓷复合材料,
7、并测定了其相关的力学性能,研究表明,纳米陶瓷复合材料在韧性和强度上都比原来基体单相材料有较大程度的改善。图1Y-TZP纳米陶瓷的塑性变形行为增韧性在通常情况下陶瓷呈脆性,然而由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性。因为纳米陶瓷材料的晶粒尺寸极小且具有巨大的颗粒间界面,且界面的原子排列是相当混乱的,原子在外力变形的条件下很容易迁移,使纳米陶瓷在受力时易于变形而不呈现脆性。注浆成形:将陶瓷原料制备出具有一定流动性的称之为泥浆的浆料。经陈腐、调节添加剂等方法使浆料性能稳定在利于注浆成型的范围。将泥浆注人石膏质多孔模型中,由于石膏的毛细孔吸水作用,将泥浆中部分水分吸人模型壁中,致使泥浆从靠近石膏模型面的部分开始逐渐固化而形成具有一定保型性能的陶瓷坯层。最后将余浆排出,经离型脱模后干燥便得到陶瓷坯体。作为一种主要的成型方法,传统的注浆成型仍在日用瓷和卫生瓷等生产中发挥着重要作用。反应烧结:反应烧结法是通过多孔坯件同气相或液相发生化学反应,使坯件质量增加、孔隙减小,