纳米陶瓷及其应用前景(2)

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1、综述文章编号:1009-9441(2001)03-0005-04纳米陶瓷及其应用前景□□孙尧,周刚(重庆大学管理工程学院,重庆400045)摘要:概述了普通陶瓷存在的裂纹缺陷问题。介绍了纳米低,影响了陶瓷的性能。材料的特性以及纳米陶瓷的制备方法。针对纳米陶瓷特有在陶瓷层中存在着由张应力引起的张裂纹,呈的性能,分析了西方国家高性能陶瓷的市场情况以及纳米陶不规则网状。当陶瓷的高熔点相凝固时,陶瓷的强瓷的应用前景。认为纳米陶瓷将在工程领域乃至日常生活度很低,液膜在应力作用下开裂;其韧性也非常低,中得到更广泛的应用。从

2、而会导致陶瓷中裂纹的产生。当陶瓷制备过程中关键词:纳米技术;纳米陶瓷;前景预测的反应结束后,陶瓷层开始凝固并收缩,在陶瓷层存中图分类号:TB383文献标识码:A在间隙的情况下,即使是微小的震动也会引起裂纹。引言由于陶瓷层中的应力部分来自外界的压应力,在陶瓷熔体凝固之前,陶瓷熔体也必然随着一起膨胀,而工程陶瓷又称为结构陶瓷,因其具有硬度高、耐陶瓷的热膨胀系数比较小,冷至低温后,将会在陶瓷高温、耐磨损、耐腐蚀以及质量轻、导热性能好等优层中引起压应力而产生开裂。点,而得到了广泛的应用。但是,工程陶瓷也存在着制备陶瓷过

3、程中会放出热,使得产物在很短的某些缺陷,主要表现为它的脆性(裂纹)、均匀性差以时间内达到很高的温度呈液态。反应结束后,产物及可靠性低等。而在纳米陶瓷材料的显微结构中,在短时间内凝固成固态。在燃烧过程中,由于物料晶粒、晶界以及它们之间的结合都处在纳米水平,使中水分、低熔点物质的挥发及铝的气化等,而产生大得材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高,克服了工量的气体。因反应产物从液态冷凝到固态的时间程陶瓷的许多不足,并对材料的力学、电学、热学、磁短,这些气体来不及从产物中扩散出来,而被密闭在学、光学等性能产生重要影响,从而

4、为工程陶瓷的应产物中形成气孔。气孔的形成尤其是连续气孔的形用开拓了新领域。成,对于材料的强度以及耐腐蚀和耐磨性能都有很1普通工程陶瓷大的影响,不利于陶瓷致密度的提高。陶瓷材料在日常生活及工业生产中起着举足轻工程陶瓷都是用烧结的方法制得的,在晶界上重的作用。但是,由于传统陶瓷材料质地较脆、韧性大都存在着气孔、裂纹等缺陷。在制备陶瓷过程中及强度较低,因而使其应用范围受到了较大的限制。所放出的大量的热,使反应物所包含的水分、杂质、随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生并希反应物和产物中的低熔点物质气化、挥发,这些气

5、体望以此来克服陶瓷材料的脆性,使陶瓷具有类似金有些可能来不及逸出到陶瓷层以外,就被快速冷却属的柔韧性和可加工性。英国材料学家Cahn就指的产物封闭于其中并形成气孔,使陶瓷的致密度降andthefunctionofcementbroughtintobycompositeKeywords:compositegrindingaids;orthorhombicgrindingaidswhicharemadeofsuperplasticizer,sulfitedesign;compressivestrength;norm

6、alconsistencecelluloseliquorandmirabilite.Theresultisthatgrindingefficiencyisobviouslyraisedaftercompositegrindingaids作者简介:赵义(1963-),男,山西原平人,讲师,1985年7月areadmixedandatthesametimewaterneededat毕业于武汉理工大学硅酸盐工程专业,现从事粉体工程和管理科学与工程专业的教学与研究工作。cement’snormalconsistence

7、arereducedbyaround8.5收稿日期:2001-05-25%while3dcompressivestrengthareincreasedbyaround(编辑盛晋生)25%.建材技术与应用3/2001·5·出,纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。变宽的现象,称为纳米材料的量子尺寸效应。2.3纳米陶瓷粉体2纳米技术与纳米陶瓷纳米陶瓷粉体是介于固体与分子之间的具有纳2.1纳米技术与纳米复合材料米尺寸(1～100nm)的亚稳态中间物质。随着粉体纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技的超细化,其表面电子

8、结构和晶体结构发生变化,产术,它是在0.10～100nm的尺度空间内,研究电子、生了块状材料所不具有的特殊的效应。具体地讲,原子和分子的运动规律和特性。纳米材料研究是目纳米粉体材料具有以下优异的性能:前材料科学研究的一个热点,其相应发展起来的纳(1)纳米陶瓷材料具有极小的粒径、大的比表面米技术,被公认为21世纪最有前途的科研领域。积和高的化学性能,可以降低材料的烧结致密化程在纳米材料中