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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纳米陶瓷材料制备技术及应用电子陶瓷工艺原理大作业班级：姓名：学号：纳米陶瓷材料的制备技术及应用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。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,使陶瓷具有象金属一样的柔韧性和可加工性.英国著名材料专家指出纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径,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。纳米材料一般指尺寸
2、为1100,处于原子团族和宏观物体交接区域内的粒子。而从原子团族制备材料的方法,称这为纳米技术.纳米材料由于具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应而产生奇异的力学、电学、磁学、热学、光学和化学活性等特性,它既是一种新材料又是新材料的重要原料。所谓纳米陶瓷,是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料,也就是说晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上.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。本文将描述纳米陶瓷的主要制备技术及纳米陶瓷在光学、电学、力学等科学领域的应用。关键词纳米陶瓷、制备、应用De
3、positiontechnologiesandapplicationofnano-technologyceramicmaterialsAbstractAsoneofthethreepillarsoftheceramicmaterialmaterial,playsanimportantroleindailylifeandindustrialproduction.However,sincetheconventionalceramicmaterialsbrittletexture,toughness,strengthispoor,thusmakingtheapplicationhasbeengrea
4、terrestrictions,withtheextensiveapplicationofnanotechnology,nano-ceramicattendant,hopingtoovercometheceramicmaterialbrittle,liketheceramicmetalwiththesameflexibilityandworkability.CahnpointedoutthatthefamousBritishexpertsnano-ceramicmaterialisastrategicwaytosolvethebrittlenessofceramics,sotheresearc
5、hofnano-ceramicmaterialhasbecomeahotareaofscientificresearchtoday.Nanomaterialsgenerallyreferstothesizeof1100nm,familiesandgroupsofatomsintheparticletransferofmacroscopicobjectswithintheregion.Fromthemethodofradicalethnicmaterialpreparation,sayingitisnanotechnology.Nanomaterialshavesurfaceeffect,vol
6、umeeffect,thequantumsizeeffectandmacroscopicquantumtunnelingeffectandproducebizarremechanical,electrical,magnetic,thermal,optical,andchemicalactivityandothercharacteristics,itisbothanewandanimportantrawmaterialofnewmaterials.Theso-callednano-ceramic,referstothemicrostructureofceramicmaterialswithnan
7、ometer-scalephase,iegrainsize,grainboundarywidth,thesecondphasedistribution,defectsize,etc.areonthenanometerlevel.Sincetheinterfacecanhaveadifferentshareuniquepropertiescomparedtoconventionalceramicparticlespreparedbythevolumepercentageofthesmallsizeeffectandmaketheinterfacedisorder.Themainpreparati
8、ontechniquesofnanoceramicandnano-ceramicapplicationsinthefieldofscienceoptical,electrical,mechanical,etc.Thisarticlewilldescribe.KeyWords前言Nano-ceramic,depositiontechnologies,application陶瓷材料在日常生活、工业生产及国防领域中起着举足轻重的作用。但是，由于传统陶瓷材料质地较脆，韧性、强度较差，因而使其应用受到了很大限制。随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，希望以此来克服传陶瓷的脆性，使其具有像金属一样的柔
9、韧性和可加工性。与传统陶瓷相比。纳米陶瓷的原子在外力变形条件下自己容易迁移，因此表现出较好的韧性与一定的延展性，因而从根本上解决了陶瓷材料的脆性问题。英国著材料科学家卡恩在Nature杂志上撰文道：“纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。”?所谓纳米陶瓷，是指陶瓷材料的显微结构中，晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸都限于100nm以下，是上世纪80年代中期发展起来的新型陶瓷材料。由于纳米陶瓷晶粒的细化，品界数量大幅度增加，可使材料的韧性和塑性大为提高并对材料的电学、热学、磁学、光学等性能产生重要的影响，从而呈现出与传统陶瓷不同的独特性能，成为当今材料科学研究的热点。目录摘要2前言3
10、第一章纳米陶瓷加工中的理论问题6决定陶瓷性能的主要因素扩散及烧结纳米陶瓷的超塑性纳米陶瓷增韧第二章制备工艺和方法9热化学气相反应法(CVD法)激光气相法(LICVD法)等离子体气相合成法(PCVD)高压水热法溶胶-凝胶(SOL-GEL)法第三章纳米陶瓷的应用19在力学方面的应用在光学方面的应用在磁学方面的应用在电学方面应用在生物、医学方面的应用结论22参考文献23纳米陶瓷材料的制备及应用陶良寿摘要：本文主要介绍了纳米陶瓷的制备方法及性能并说明了纳米陶瓷材料以后的应用，发展，为以后的发展做参考。纳米陶瓷的特性主要介绍了力学性能，磁学性能等。合成法中主要介绍了物理法和化学法。物理法主要介绍了蒸发凝
11、聚法和高能机械球磨法，化学法介绍了气相合成法和液相化学法。纳米陶瓷的应用非常广泛，可以应用于防护材料，.高温材料，吸波材料及人T器官的制造、临床应用，电学性能更是广泛应用在军用、商用及民用领域。关键字：纳米陶瓷；制备；发展；性能0引言工程陶瓷具有硬度高、耐高温、耐磨损、耐腐蚀以及质量轻、导热性能好等优点，因而得到了广泛的应用，但是工程陶瓷的缺陷在于它的脆性、均匀性差、可靠性低、韧性、强度较差，因而使其应用受到了较大的限制。利用纳米技术开发的纳米陶瓷材料是指在陶瓷材料的显微结构中，晶粒、晶界以及它们之间的结合都处在纳米水平，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，并对材
12、料的力学、电学、热学、磁学、光学等性能产生重要影响，为替代工程陶瓷的应用开拓了新领域。1陶瓷的发展历史陶瓷是人类最早利用自然界提供的原料制造而成的材料。旧石器时代,人们就发现经火煅烧过的粘土,其硬度和强度都大大提高,而且不再被水瓦解。于是,就有了利用粘土的可塑性,将其加工成所需的形状,然后用火烧制成的陶器。随着金属冶炼术的发展,人类掌握了通过鼓风机提高燃烧温度的技术,并且发现,有一些经高温烧制的陶器,由于局部熔化变得更加致密坚硬,完全改变了陶器多孔,透水的缺点。经过长期的摸索和经验积累,以粘土,石英,长石等矿物原料配制而成的瓷器出现了。从陶器发展到瓷器,是陶瓷发展过程中的一次重大飞跃。这种传统
13、的瓷器,从结构上来看,是由玻璃相结合在一起的、由许多微小的晶粒构成的物体。随着科学技术的高速发展,人们迫切需要大量强度很高,绝缘性能良好的陶瓷材料。此时,人们发现,尽管陶瓷中的玻璃相使陶瓷变得坚硬、致密,然而它却妨碍了陶瓷强度的提高。同时,玻璃相也是陶瓷绝缘性能,特别是高频绝缘性能不好的根源。于是,玻璃相含量比传统陶瓷低的一些强度高,性能好的材料不断涌现。从传统陶瓷到先进陶瓷,是陶瓷发展过程中的第二次重大飞跃。两者的区别在于,在原材料、制备工艺、显微结构等方面存在相当的差别或侧重。传统陶瓷多数采用天然矿物原料,或经过处理的天然原料;而先进陶瓷则多数采用合成的化学原料,有时甚至是经特殊工艺合成的
14、化学原料。近年来,先进陶瓷在材料和制备技术方面的研究都取得了很大的进展,特别是把陶瓷的制备、组成、结构和性能联系起来进行。综合研究的结果使陶瓷学家认识到,陶瓷的显微结构有着举足轻重的作用。即使化学组成完全相同,采用不同的制备工艺技术,有时甚至只有很微小的差别便可能导致显微结构发生很明显的变化,材料的性能常常相差非常大。从先进陶瓷发展到纳米陶瓷是陶瓷发展过程中的第三次飞跃。纳米陶瓷将给人们提供更新更好的材料。2纳米陶瓷简介纳米陶瓷是80年代中期发展起来的先进材料。由于它是界于宏观物质和微观原子、分子的中间研究领域,它的出现开拓了人们认识物质世界的新层次,对材料的工艺,制备科学,以至整个材料科学带
15、来了新的研究内涵。虽然,电子显微镜,包括扫描电子显微镜和透射电子显微镜以及高分辨电镜和分析电镜等现代表征技术的发展,使人们能进入到纳米量级(10-9m)线度上来研究纳米陶瓷中晶界的化学组分及显微结构,但由纳米材料所引起的诸如超微粉体学,烧结动力学,各种掺入纯物质的纳米陶瓷的显微结构以及由此引起的物理性能的变化,都是当今研究陶瓷的热门话题,还有待于人们进一步的研究3纳米陶瓷的特性1超塑性陶瓷的超塑性是由扩散蠕变引起的晶格滑移所致。扩散蠕变率与扩散系数成正比，与晶粒尺寸的3次方成反比，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。2扩散与烧结性能由于纳米陶瓷材料存在着大量的界面，这些界面为原子提供了
