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1、第卷第期硅酸盐学报,年月!护即,翻即即,“嘴““协综合评述纳米陶瓷及其进展乌‘树啊脚脚脚啊脚郭景坤徐跃萍中国科学院上海硅酸盐研究所,、摘要综述了国内外纳米陶瓷研究动态介绍了从纳米粉末制备表征到纳米粉末的烧结及纳米陶瓷性能的,,。,发展过程同时指出了存在的间翅从近年来纳米陶瓷研究的成功实例探讨了纳米陶资的研究作为当前国际。,、。陶资研究前沿课题的理论和实际依据最后分析了纳米陶瓷的发展前景及对传统陶瓷学陶瓷工艺的新挑战,,,,,关镇词纳米粉末制备表
2、征烧结纳米陶瓷超塑性前言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。,。。盈级的水平物于界面占有可与顺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’一‘。分,’脚响火娜、蹦筋殊橄陶瓷是一种多晶体材料它是由晶粒和卜,,晶界所组成的烧结体由于工艺上的原因么盆谧誉房。很难避免材料中存在气孔和微小裂纹决定““陶瓷材料性能的主要因素是
3、组成和显微结、,、、,构即晶粒晶界气孔或裂纹的组合性状,其中最主要的是晶粒尺寸问题晶粒尺寸。的减小将对材料的力学性能产生很大影响,,图是陶瓷材料的晶粒尺寸与强度的关系,,五二跳卜口图其中的实线部分是现在已达到的而延。图陶瓷的晶粒尺寸与其强度的相关性伸的虚线部分则是希望达到的从图中可尽,见晶粒尺寸的减小将使材料的力学性能有,,数量级的提高同时由于晶界数量的大大,‘,晶界变薄使晶界物质对材料性能的负增加使可能分布于晶屏赴的第二相物
4、质的数量减小。年月日收到,,,于提高材料的断裂影响减少到最低程度其次晶粒的细化使材料不易造成穿晶断裂有利,,,。,韧性再次晶粒的细化将有助于晶粒间的滑移使材料具有塑性行为因此纳米陶瓷的,、。,间世将使材料的强度韧性和超塑性大大提高长期以来人们追求的陶瓷增韧和强化间’。「,’,,题在纳米陶瓷中可望得到解决此外晶粒的细化将对晶体结构中的其他行为产生影响,,,例如纳米陶瓷中电导热系数随着晶粒尺寸的减小而下降甚至出现负值这一特异性能将,成为超大规模集成器件的设计基础纳米固体比热比传统金属高倍纳米晶体作为、、,稀释致冷机的热交换器效率较传
5、统材料高纳米陶瓷的高磁化率高矫顽力低饱和磁、,,矩低磁耗以及特别的光吸收效应都将为材料的应用开拓一个崭新的领域并对高技术及,新材料的发展产生重要的作用扬几、,纳米陶瓷由于是介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将对传统陶瓷的工艺性能及陶瓷学的研究带来更多更新的科学内涵。纳米粉末的制备,,必须制备,为了获得纳米陶瓷首先出相仿或更小尺寸的纳米级陶瓷粉末传统的粉末,,、一、制备方法已不能满足要求必须采用新的粉末制备方法如化学沉淀法溶胶凝胶法金‘’。一,”。属有机化合物水解以及激光法或等离子体气相合成等,,通化学沉淀
6、法属溶液法的一种在含有多种可溶性阳离子的盐溶液中过加入沉淀剂一,一,一,一、,以盖乏形成不溶性氢氧化物和碳酸盐草酸盐的共沉淀将溶剂或溶液,沉淀物。中原有的阳离子滤去经热分解后即可获得所需的氧化物粉末作者在采用化学共沉,,淀法制备氧化错粉末的过程中通过分析超细粉料中团聚体的成因控制共沉淀过程中反应、,。,、物浓度反应过程的值以获得均匀的胶体同时通过湿凝胶体的分散清,,,洗控制湿凝胶体中氯离子含量采用冷冻干燥法这一特殊的工艺克服了干燥过程中纳米,、,、、级粉末的团聚再经℃锻烧后获得了无硬团聚体颗粒大小分布窄大小为
7、,,的含的超细粉末如。”’图所示,在此基础上为了进一步克服粉末在锻烧过程中颖粒的长大以及无定形易团聚的,,弱点采用高压水热处理将化学法所制的,置于高压釜中处理使氢氧化物进行,,相变控制高压处理的温度和压力以获得所需。,相的氧化物粉末采用这种方法成功地获得了,麟粒尺寸为形状规则的氧化错超细,‘,粉末如图所示此外通过对不同前驱、,体不同酸碱度及不同矿化剂参与条件下氧化、,图氧化错纳米粉末的显微结构形貌桔相形成晶粒生成等机理的研究进一步从理
8、论上探讨了水热处理条件下胶
