先进结构陶瓷材料的研究进展.pdf

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2009年第1期（第147期）佛山陶瓷37KnowledgeLecture知识讲座先进结构陶瓷材料的研究进展路学成任莹（军事交通学院装运机械系天津300161）摘要先进陶瓷材料因其具有高熔点、高强度、高硬度、耐磨损、抗腐蚀和抗氧化等优良特性,在许多应用领域有着金属等其它材料不可替代的地位。本文综述了先进结构陶瓷材料的研究应用现状和发展趋势。关键词先进陶瓷，结构陶瓷，研究进展1前言系列优异的性能，在节约能源、节约贵重金属资源、促进环保、提高生产效率、延长机器设备寿命、保证高新技术20世纪60年代以来，新技术革命的浪潮席卷全球，和尖端技术的实现方面都发挥了积极的作用。本文着重计算机、微电子、通信、激光、新能源、航天、海洋和生物工介绍近年来结构陶瓷的研究进展及发展趋势。程等新兴技术的出现和发展，对材料提出了很高的要求，能够满足这些要求的先进陶瓷材料应运而生，并在这些2先进结构陶瓷及其应用[1～4]技术革命中发挥着重要的作用，同时也极大地促进了陶瓷科学的发展和应用，使陶瓷材料又一次焕发出了青先进结构陶瓷若按使用领域进行分类可分为：（1）机春,在尖端科学领域得到广泛的应用,如航天、航空、汽械陶瓷；（2）热机陶瓷；（3）生物陶瓷；（4）核陶瓷及其它。[4，5]车、体育、建筑、医疗等领域。若按化学成分分类可分为：（1）氧化物陶瓷(Al2O3、ZrO2、先进陶瓷是有别于传统陶瓷而言的，不同国家和不MgO、CaO、BeO、TiO2、ThO2、UO2)；（2）氮化物陶瓷(Si3N4、赛龙同专业领域对先进陶瓷有不同叫法。先进陶瓷也称高技陶瓷、AlN、BN、TiN)；（3）碳化物陶瓷(SiC、B4C、ZrC、TiC、术陶瓷、精细陶瓷、新型陶瓷、近代陶瓷、高性能陶瓷、特WC、TaC、NbC、Cr3C2)；（4）硼化物陶瓷(ZrB、TiB2、HfB2、LaB2[1]种陶瓷、工程陶瓷等。先进陶瓷是在传统陶瓷的基础上等)；（5）其它结构陶瓷(莫来石陶瓷、MoSi陶瓷、硫化物陶[1]发展起来的，但远远超出了传统陶瓷的范畴，是陶瓷发展瓷以及复合陶瓷等)。史上一次革命性的变化。通常认为，先进陶瓷是指采用高由于先进结构陶瓷具有耐高温、高强度、高硬度、高[4]度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于进耐磨、耐腐蚀和抗氧化等一系列优异性能，可以承受金行的结构设计及便于控制的制备方法进行制造、加工的，属材料和高分子材料难以胜任的严酷工作环境，已成为具有优异特性的陶瓷。许多新兴科学技术得以实现的关键，在能源、航空航天、先进陶瓷按用途可分为结构陶瓷和功能陶瓷两大机械、交通、冶金、化工、电子和生物医学等方面有着广泛类。结构陶瓷是指用于各种结构部件，以发挥其机械、热、的应用前景。化学相生物等功能的高性能陶瓷。功能陶瓷是指那些可2.1耐高温、高强度、耐磨损陶瓷利用电、磁、声、光、热、弹等性质或其耦合效应以实现某[6～8]2.1.1氮化物陶瓷种使用功能的先进陶瓷。先进结构陶瓷材料由于具有一氮化物陶瓷是近20多年来迅速发展起来的新型工 38FOSHANCERAMICSVol.19No.1（SerialNo.147）程结构陶瓷。氮化硅陶瓷和一般硅酸盐陶瓷不同之处在步氧化，从而使它能在高温下工作。用热压工艺可以制得于其中氮和硅的结合属于共价键性质的键合，因而有结接近理论密度值的高致密碳化硅陶瓷，它的抗弯强度即合力强、绝缘性好的特点。使在1400℃左右的高温下仍可达到500～600MPa，而其氮化硅的烧结与一般陶瓷的烧结工艺不同，采用的它陶瓷材料在1200℃以后，强度都会急剧下降。因此，碳是反应烧结法，此法制造的氮化硅陶瓷，不能达到很高的化硅是在高温空气中强度最高的材料。致密度，一般只能达到理论密度的79％左右，不能制造高温燃气涡轮发动机要提高效率，就必须提高工作厚壁部件。提高氮化硅陶瓷致密度的有效方法之一就是温度，而解决问题的关键是找到能承受高温的结构材料，在高温下进行加压烧结，由此可得到热压氮化硅陶瓷，其特别是发动机内部的叶片材料。碳化硅陶瓷在高温下有室温抗弯强度一般都在800～1000MPa。如果在其中添加足够的强度，且有良好的抗氧化能力和抗热震性，这些优少量氧化钇和氧化铝的热压氮化硅，室温抗弯强度可达良品质都使它极其适合作为高温结构材料使用。用于在到1500MPa，在陶瓷材料中名列前茅，硬度很高，是世界1200～1400℃下工作的高温燃气涡轮发动机叶片的材上最坚硬的物质之一；极耐高温，强度一直可以维持到料，许多科学家认为它和氮化硅陶瓷是最有希望的候选1200℃的高温而不下降，受热后不会熔成融体，一直到材料。1900℃才会分解；有惊人的耐化学腐蚀性能，能耐几乎所碳化硅陶瓷的热传导能力仅次于氧化铍陶瓷。利用有的无机酸(氢氟酸除外)和30％以下的烧碱溶液，也能这一特性，可作为优良的热交换器材料。太阳能发电设备耐很多有机酸的腐蚀，同时又是一种高性能电绝缘材料。中被阳光聚焦加热的热交换器，其工作温度高达1000～由于其热膨胀系数小，抗温度急变能力很强，因此氮化硅1100℃，具有高热传导性的碳化硅陶瓷很适合做这种热陶瓷具有优良的力学性能，在工程技术的应用上已占有交换器的材料，从试验情况来看，碳化硅陶瓷热交换器的重要地位。工作状态良好。此外，在原子能反应堆中碳化硅陶瓷可用氮化硅陶瓷制品的种类很多，应用也日益广泛，例如作核燃料的包封材料，还可作为火箭尾喷管的喷嘴及飞可做燃气轮机的燃烧室、晶体管的模具、液体或气体输送机驾驶员的防弹用品。泵中的机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道和阀门、铸此外，为了提高切削刀具的切削性能，20世纪以来，铝用永久性模具、钢水分离环等。利用氮化硅摩擦系数小刀具材料经过了高速钢和硬质合金两次发展过程，目前的特点用作轴承材料，特别适合作为高温轴承使用，其工正在进入陶瓷刀具大发展的阶段。新型陶瓷以其耐高温、作温度可达1200℃，比普通合金轴承的工作温度提高2.5耐磨削的特点，已在20世纪初引起了高速切削工具行业倍，而工作速度是普通轴承的10倍；使用陶瓷轴承还可以的注意。陶瓷刀具不仅红硬性高，而且具有高硬度、高耐免除润滑系统，大大减少对铬、镍、锰等原料的依赖。氮化磨性，因此便成为制造切削刀具的理想材料。目前，制造硅作为高温结构陶瓷最引人注目的就是在发动机制造上陶瓷切削刀具的材料主要有氧化铝、氧化铝-碳化钛、氧获得了突破性进展。美国用热压氮化硅制成的发动机转子化铝-氮化钛-碳化钛-碳化钨、氧化铝-碳化钨-铬、[11]成功地在5000转／min的转速下运转很长时间。氮化硼和氮化硅等。以这类材料制作的刀具没有冷却[9，10]2.1.2碳化硅陶瓷液也可以工作，比起硬质合金来具有切削速度高、寿命长工业化生产碳化硅的方法是将石英、碳素（煤焦）、木等优点。目前，欧美各国都已广泛使用陶瓷材料做钻头、屑和食盐混合，在电炉中加热到2200～2500℃下制成。丝锥和滚刀；原苏联确定了7000多个品种的合金刀具，碳化硅陶瓷和许多陶瓷的不同之处，在于它在室温下既用喷涂表面陶瓷涂层的办法来提高车刀的工作速度和使能导电，又耐高温，是一种很好的发热元件。用碳化硅制用寿命。成的电热棒叫硅碳棒，在空气中能经受1450℃的高温；陶瓷除作切削刀具外，利用其耐磨、耐腐蚀的特性还质量好的重结晶法制成的硅碳棒甚至可耐1600℃的高可用作各种机械上的耐磨部件。如用特种陶瓷制作农用温，远高于金属电热元件(除了铂、铑等贵金属外)，这是水泵、砂浆泵、带腐蚀性液体的化工泵及有粉尘的风机中因为它在高温空气中会氧化生成一层致密的氧化硅薄的耐磨、耐腐蚀件或密封圈等都已取得良好的实用效果。膜，起到隔离空气的作用，大大减慢了内层碳化硅的进一此外，高纯氧化铝(刚玉)可制作金属拉丝模，尤其在高温 2009年第1期（第147期）佛山陶瓷39下的热拉丝更显示出陶瓷的优越性；工业陶瓷中纳球磨现代电光源对构成材料的耐高温、耐腐蚀性及透光筒和磨球，金属表面除锈用的喷砂嘴，喷洒农药用的喷头性有很高的要求，而同时满足这些性能的材料直到20世等。总之，凡是需要耐磨、耐腐蚀的场合，几乎都会看到特纪50年代后期才开始得到发展。1957年，美国通用电器种陶瓷的存在。公司的科布尔等人在平均尺寸只有0.3μm的高纯超细2.2耐高温、高强度、高韧性陶瓷氧化铝原料中，添加氧化镁，混匀后压成小圆片，放在通新型陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损、抗腐氢气的高温电炉中烧制，意外地发现它像玻璃一样透明。蚀等性能，因此在冶金、宇航、能源、机械等领域有重要的科布尔还发现，把透明的陶瓷片放在显微镜下观察，几乎应用。由于陶瓷的韧性差，因此也限制了它的使用范围。看不到微气孔。经过多次实验观察和研究分析发现，陶瓷1975年澳大利亚的伽里耶(Garie)首次成功地利用添加的透光能力和内部气孔大小有很大关系，当微气孔的大氧化锆来大大提高陶瓷材料的强度和韧性，自那时起世小在1μm左右时，厚度为0.5mm的陶瓷试样只要含有千界各国利用氧化锆增韧这一办法，开发出多种具有高强分之三的气孔就能使光线的透过率减少90％。一般氧化度和高韧性的陶瓷材料，掀起了寻求打不碎陶瓷的热潮。铝陶瓷中所含的气孔都超过这个数字。因此，构成氧化铝氧化锆能够增加陶瓷材料韧性和提高强度的原因，陶瓷的刚玉小晶体本身能够透过光线，而陶瓷还是不透至今虽没有完全搞清楚，但研究结果已经表明，它和均匀明。使陶瓷透明的关键，是坯体中只能有一种晶型的晶弥散在陶瓷基体中的氧化锆晶粒的相变有关。一种增韧体，而且对称性愈高愈好，否则会发生双折射，此外气孔理论认为相变膨胀导致的微裂纹可以阻止造成脆断的裂要愈少愈好，有人做过试验，当气孔小到埃的数量级时，纹扩展；另一种理论认为应力诱导相变，而相变可吸收应光会沿着微气孔发生绕射现象，这有助于透明度的提高。[12～14]力的能量，从而起到增韧的作用。总之，在某些陶瓷氧化铝陶瓷是高压钠灯极为理想的灯管材料，它在高温材料中引入一定量亚稳氧化锆微粒，并使其均匀分布都下与钠蒸气不发生作用，又能把95%以上的可见光传送可大大提高陶瓷材料的强度和韧性。出来。这种灯是目前世界上发光效率最高的灯。在相同功氧化锆增韧陶瓷已在工程结构陶瓷研究中取得重大率下，一只高压钠灯要比2只水银灯或10只普通白炽灯进展，经过增韧的陶瓷品种日益增多。现在已经发现可稳发出的光还要亮，寿命比普通白炽灯高20倍，可使用2定氧化锆的添加物有氧化镁、氧化钙、氧化镧、氧化铈、氧万小时以上，是目前寿命最长的灯。人眼对高压钠灯的黄化钇等单一氧化物或它的复合氧化物。被增韧的基质材色谱线十分敏感，而且黄光能穿过浓雾，特别适合街道、料，除了稳定的氧化锆外，常见的有氧化铝、氧化钍、尖晶广场、港口、机场、车站等大面积的照明，效果极好。目前，石、莫来石等氧化物陶瓷，还有氮化硅和碳化硅等非氧化许多国家正在推广使用，其发展速度之快，超过了以往任物陶瓷。日本在氧化铝基质（强度为400MPa、断裂韧性为何一种电光源。由此不难看出，新型透明氧化铝陶瓷的出25.2J/m）材料中，添加16%体积百分数的氧化锆进行增现，引起了电光源发展过程中的一次重大飞跃，带来了巨韧处理，制得材料的强度高达1200MPa，提高了3倍，断大的社会经济效益。2裂韧性达到15.0J/m，几乎也提高了3倍，基本达到了低除半透明氧化铝陶瓷外，研究得较多的还有氧化镁、[12]韧性金属材料的程度。最近的研究表明，强度和韧性是氧化钙、氧化铍、氧化锆、氧化钇、氧化钍、氧化镧等。透明相互制约的。尽管如此，许多陶瓷材料通过氧化锆增韧，氟化镁、氰化钙、硫化锌、硒化锌、硒化镉等也有报道。用大大拓宽了应用领域，增强了取代某些金属材料的能力，氧化铝和氧化镁混合在1800℃高温下制成的全透明镁出现了喜人的应用前景。利用氧化锆增韧陶瓷可替代金铝尖晶石陶瓷，外观极似玻璃，但其硬度、强度和化学稳属制造模具、拉丝模、泵机的叶轮、特种陶瓷工业用的磨定性都大大超过玻璃，可以用它作为飞机挡风材料，也可球、轴承，替代手表中的单晶红宝石。日本用增韧氧化锆作为高级轿车的防弹窗、坦克的观察窗、炸弹瞄准具，以做成剪刀，既不会生锈，又不导电，可以放心地剪断带电及飞机、导弹的雷达天线罩等。[12，16～18]的电线。氧化锆增韧陶瓷还可用于制造汽车零件，如凸2.4纤维、晶须补强陶瓷复合材料轮、推杆、连动杆、销子等。近年来，以陶瓷为基体、纤维或晶须补强的复合材料[4，15]2.3耐高温、耐腐蚀的透明陶瓷由于其韧性得到提高而受到重视。碳化硅晶须增韧的氧 40FOSHANCERAMICSVol.19No.1（SerialNo.147）化铝陶瓷刀具在20世纪80年代初开始研究，1986年已健水平和健康长寿的要求必然成为广泛的社会需要。可作为商品推向市场。碳化硅晶须的加入大大提高了氧化以相信，生物陶瓷材料今后必将会有重大发展。铝陶瓷的断裂韧性，改善了切削性能。用碳纤维和锂铝硅酸盐陶瓷复合，材料的强度已接近或超过1000MPa，其断3结构陶瓷的发展趋势2裂功高达3000J/m，即达到了铸铁的水平。用钽丝补强氮化硅的室温抗机械冲击强度增加到30倍；用直径为当今世界，材料，特别是高性能新材料由于以下原因25μm的钨丝沉积碳化硅补强氮化硅，这种纤维补强陶而得到迅速发展：（1）国际军事工业激烈竞争，航空航天瓷的断裂功比氮化硅提高了几百倍，强度增加60％；用技术的发展需要；（2）新技术的需要促进了新材料的发莫来石晶须来补强氮化硼，其抗机械冲击强度提高10倍展；（3）地球上金属资源与化石能源越用越少，石油、天燃以上。可以认为，继20世纪70年代出现的相变增韧热气等在本世纪末将用尽，开发与节约能源成为当务之急；后，晶须、纤维增强、均韧复合陶瓷已成为结构陶瓷发展（4）科学技术的进步为新材料的发展提供了条件[14]。目前的主流。高性能(强度、韧性)、高稳定性、高重复性的晶使用的金属合金，在无冷却条件下，最高工作温度不超过须、纤维复合陶瓷材料的获得，除要求晶须、纤维与基体1050℃，而高温结构陶瓷，如Si3N4和SiC则分别在间化学、物理相容性较好以外，从复合工艺上，还必须保1400℃和1600℃以上仍保持着较高的强度和刚性[16]。先证晶须纤维在基体中能均匀地分散，才能获得预期的效进结构陶瓷所表现出的优异性能，是现代高新技术、新兴果。最近，利用“织构技术”，在某些陶瓷坯体中生长出纤产业和传统工业改造的物质基础，具有广阔的应用前景维状态针状第二相物质如莫来石晶体进行“自身内部”复和巨大的潜在社会经济效益，受到各发达国家的高度重合，这种复合增韧是一项简便易行的陶瓷补强新技术。目视，对其进行广泛的研究和开发，并已取得了一系列成前高性能陶瓷复合材料，还处在深化研究阶段，关键在于果。但结构陶瓷的致命弱点是脆性、低可靠性和重复性。改进工艺和降低成本，提高其实际应用的竞争力。近20年来，围绕这些关键问题已开展了深入的基础研[4，5，19]2.5生物陶瓷究，并取得了突破性的进展。例如，发展和创新出许多制生物陶瓷材料是先进陶瓷的一个重要分支，它是指备陶瓷粉末、成形和烧结的新工艺、新技术；建立了相变用于生物医学及生物化学工程的各种陶瓷材料。它的总增韧、弥散强化、纤维增韧、复相增韧、表面强化、原位生产值约占整个特种陶瓷产值的5％。生物陶瓷目前主要长强化增韧等多种有效的强化、增韧方法和技术；取得了用于人体硬组织的修复，使其功能得以恢复。全世界陶瓷相图、烧结机理等基础研究的新成就，使结构陶瓷及1975年才开始生物陶瓷的临床应用研究。但是，最近10复合陶瓷的合成与制备摆脱了落后的传统工艺而实现了多年间，各国在这方面的基础应用研究很活跃。根本性的改革，强度和韧性有了大幅度的提高，脆性得到目前生物植入材料在人体硬组织修复中应用的有：金改善，某些结构陶瓷的韧性已接近铸铁的水平。属及合金、有机高分子材料、无机非金属材料和复合材料。先进结构陶瓷今后的重点发展方向是加强工艺-结材料被埋在体内，在体内的严酷条件下，由于氧化、水解会构-性能的设计与研究，有效地控制工艺过程，使其达到造成材料变质；长期持续应力作用会造成疲劳或者破裂、预定的结构（包括薄膜化、纤维化、气孔的含量、非晶态表面磨损、腐蚀、溶解等，这些都可引起组织反应，腐蚀产化、晶粒的微细化等），重视粉体标准化、系列化的研究与物不仅在种植体附近聚集，还会溶入血液和尿中，引起全开发及精密加工技术，降低制造成本，提高制品的重复身反应。因此，对生物植入材料的要求是严格的、慎重的。性、可靠性及使用寿命。目前，高性能结构陶瓷的发展趋陶瓷材料作为生物植入材料和其他材料相比，它和骨组织势主要有如下三个方面：的化学组成比较接近，生物相容性好，在体内的化学稳定3.1单相陶瓷向多相复合陶瓷发展性、生物力学相容性和组织亲和性等也较好，因此，生物陶当前结构陶瓷的研究与开发已从原先倾向于单相瓷越来越受到重视。目前国内一些高等院校已对羟基磷灰和高纯的特点向多相复合的方向发展[20]。复合的主要目石及氧化铝陶瓷等进行了研究，并已开始临床应用。的是充分发挥陶瓷的高硬度、耐高温、耐腐蚀性并改善随着人类社会物质文明的发展，人们对提高医疗保其脆性，其中包括纤维(或晶须)补强的陶瓷基复合材 2009年第1期（第147期）佛山陶瓷41料；异相颗粒弥散强化的复相陶瓷；自补强复相陶瓷（也义上的纳米陶瓷，则将开创陶瓷发展史上的新纪元，陶瓷[21][44][45～49]称为原位生长复相陶瓷）；梯度功能复合陶瓷。以往研的脆性问题也将迎刃而解。大量的研究结果表明，究的微米-微米复合材料中,微米尺度的第二相颗粒将等离子喷涂技术与纳米技术相结合，以纳米陶瓷粉末为(或晶须、纤维)全部分布在基体晶界处，增韧效果有限,原料经等离子喷涂技术制备的纳米陶瓷结构涂层表现出要设计和制备兼具高强度、高韧性且能经受恶劣环境考极其优异的性能，已经使纳米材料的应用逐步进入大规模验的材料十分困难，纳米技术和纳米材料的发展为之提实用化的阶段。供了新的思路。3.3由经验式研究向材料设计方向发展20世纪90年代末,Niihara教授领导的研究小组报由于现代陶瓷学理论的发展，高性能结构陶瓷的研道了一些有关纳米复相陶瓷的令人振奋的试验结果,如究已摆脱以经验式研究为主导的方式，陶瓷制备科学的Al2O3-SiC(体积分数为5%)晶内型纳米复合陶瓷的室温强日趋完善以及相应学科与技术的进步，使陶瓷材料研究度达到了单组分Al2O3陶瓷的3～4倍,在1100℃下强度工作者们有能力根据使用上提出的要求来判断陶瓷材料[8～12，22～26]达1500MPa，这些都引起了材料研究者的极大兴的适应可能性，从而对陶瓷材料进行剪裁与设计，并最终[13～趣。从那时直到现在,纳米复相陶瓷的研究不断深入制备出符合使用要求的适宜材料。17，27～31]，我国也相继开展了一系列的工作,目前对纳米复相陶瓷材料常常是多组分、多相结构，既有各类结晶[18～22，32～36]陶瓷的研究已处于国际一流水平。相，又有非晶态相，既有主晶相，又有晶界相。先进结构陶3.2微米陶瓷向纳米陶瓷发展瓷材料的组织结构或显微结构日益向微米、亚微米，甚至[37]1987年，德国Karch等首次报道了纳米陶瓷的高纳米级方向发展。主晶相固然是控制材料性能的基本要韧性、低温超塑性行为。此后,世界各国对发展纳米陶瓷素，但晶界相常常产生着关键影响。因此，材料设计需考以解决陶瓷材料脆性和难加工性寄予了厚望。从20世纪虑这两方面的因素。另外，缺陷的存在、产生与变化、氧90年代开始，结构陶瓷的研究和开发已开始步入陶瓷发化、气氛与环境的影响，对结构材料的性能及在使用中展的第三个阶段，即纳米陶瓷阶段。结构陶瓷正在从目前的行为将产生至关重要的作用。所以这也是材料设计中微米级尺度(从粉体到显微结构)向纳米级尺度发展。其要考虑的重要问题，材料的制备对结构与缺陷有着直接晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸以及缺陷尺影响，因此人们力求使先进陶瓷材料的性能具有更好的寸都属于纳米量级，为了得到纳米陶瓷，一般的制粉、成可靠性和重复性，制备科学与工程学将在这方面发挥重形和烧结工艺已不适应，这必将引起陶瓷工艺的发展与要作用。变革，也将引起陶瓷学理论的发展乃至建立新的理论体陶瓷相图的研究为材料的组成与显微结构的设计提系，以适应纳米尺度的需求。由于晶粒细化有助于晶粒间供了具有指导性意义的科学信息。最近提出的陶瓷晶界的滑移，使陶瓷具有超塑性，因此晶粒细化可使陶瓷的原应力设计，企图利用两相或晶界相在物理性质(热膨胀系有性能得到很大的改善，以至在性能上发生突变甚至出数或弹性模量)上的差异，在晶界区域及其周围造成适当现新的性能或功能。纳米陶瓷的发展是当前陶瓷研究和的应力状态，从而对外加能量起到吸收、消耗或转移的作[1]开发的一个重要趋势，它将促使陶瓷材料的研究从工艺用，以达到对陶瓷材料强化和增韧的目的。为克服陶瓷到理论、从性能到应用都提升到一个崭新的阶段。材料的脆性而提出的仿生结构设计，通过模仿天然生物纳米陶瓷的关键技术在于烧结过程中晶粒尺寸的控材料的结构，设计并制备出高韧性陶瓷材料的新方法也[12，50]制。为解决这一问题,目前主要采用热压烧结、快速烧结、成为研究热点。热锻式烧结、脉冲电流烧结、预热粉体爆炸式烧结等致密[39～43]化手段，但总的来说,以上各种手段，虽对降低烧结4结语温度、提高致密度有一定作用,但对烧结过程中晶粒长大的抑制效果并不理想，大块纳米陶瓷的制备一直是目前先进结构陶瓷材料在粉体制备、成形、烧结、新材料国际上纳米陶瓷材料研究的前沿和难点。目前纳米陶瓷应用以及探索性研究方面取得了丰硕的成果，这些新材在商业应用方面尚未取得突破性进展，若能制备出真正意料、新工艺、新技术，在节约能源、节约贵重金属资源、促 42FOSHANCERAMICSVol.19No.1（SerialNo.147）进环境保护、提高生产效率，延长机器设备寿命以及实现15李双春.激光陶瓷的粉体制备研究：硕士学位论文[D].尖端技术等方面，已经并继续发挥着积极的作用，促进了西安：西安电子科杖大学,2006国民经济可持续发展、传统产业的升级改造和国防现代16周玉编著.陶瓷材料学(第二版)[M]．北京：科学出版社，2004化建设。17李缨.碳化硅晶须及其陶瓷基复合材料[J].陶瓷，先进结构陶瓷材料的研究，需要跟踪国际科技前沿，2007,8：39～42对新设想、新技术进行广泛探索。自蔓延高温燃烧合成技18王双喜,雷廷权.碳化硅晶须增强氧化锆复相陶瓷材料的术(SHS)、凝胶注模成形技术、微观结构设计已成为研究组织观察[J].中国陶瓷,1998,34(2):9～11热点。19孙玉绣.羟基磷灰石生物陶瓷纳米粒子的制备、表征及生陶瓷材料的许多独特性能有待我们去开发，所以先进长机理的研究：博士学位论文[D].北京化工大学，2007陶瓷的发展潜力很大。随着科技的发展和人们对陶瓷研究20GUOJK.TheFrontiersofResearchonCeramic的深入，先进陶瓷将在新材料领域占有重要的地位。Science[J].JSolidStateChem,1992,69(1):108～11021郭景坤,诸培南.复相陶瓷材料的设计原则[J].硅酸盐学报,1996,24(1):7～1222NIIHARAK.NewDesignConceptofStructural参考文献Ceramics-ceramicNanocomposites[J].JCeram1郑昌琼主编.新型无机材料[M].北京：科学出版社，2003SocJapan,1991,99(10):974～9822朱晓辉，夏君旨.从材料科学的发展谈陶瓷的发展前景[J].23NIIHARAK,NAKAHIRAA.Strengtheningand中国陶瓷，2006，42(5)：7～9TougheningMechanismsinNanocompositeCeramics[J].3韩以政.高技术陶瓷发展简论[J].陶瓷研究与职业教育,AnnChimFr,1991,16:479～4862007,2:45～4824HIRANOT,NIIHARAK.MicrostructureandMechanical4耿保友.新材料科技导论[M].杭州：浙江大学出版社，2007PropertiesofSi3N4/SiCComposites[J].MaterLett,5尧世文,王华,王胜林.特种陶瓷材料的研究与应用[J].1995,22:249～254云南冶金,2007,36(8):53～5725HIRANOT,NIIHARAK.ThermalShockResistanceof6代建清，马天，张立明.粉料表面氧含量对GPS烧结氮化硅Si3N4/SiCNanocompositesFabricatedfromAmorphous陶瓷显微结构的影响[J].稀有金属材料与工程,Si-C-NPrecursorPowders[J].MaterLett,1996,2005,34，2：8～1126(6):285～2897祝昌军，蒋俊，高玲.氮化硅陶瓷的制备及进展[J].江苏陶瓷,26SAWAGUCHIA,TODAK,NIIHARAK.Mechanicaland2001,34(3):10～13ElectricalPropertiesofAlumina/SiliconCarbide8吴明明，肖俊建.氮化硅陶瓷在现代制造业中的应用[J].Nano-composites[J].JCeramSocJapan(Japanese),机电产品开发与创新,2004,17(2):1～41991,99(6):523～5269李缨,黄凤萍,梁振海.碳化硅陶瓷的性能与应用[J].27EBVANSAG.HighToughnessCeramics[J].MaterSciEng,陶瓷,2007,5:36～411988,A105/106(11-12):65～7510黄凤萍,李贺军等.反应烧结碳化硅材料研究进展[J].28ZHAOJ,STEARSLC,HARMERMP,etal.Mechanical硅酸盐学报,2007,5:49～53BehaviorofAlumina-siliconCarbideNanocomposites.11仟萍萍.氧化铝基复合陶瓷的制备和性能测试：硕士学位论[J].J.AmCeramSoc,1993,76(2):503～510文[D].合肥：合肥工业大学，200429KENNEDYT,BROWNJ,DOYLEJ,etal.Oxidation12穆柏春等．陶瓷材料的强韧化[M]．北京：冶金工业出版社，BehaviourandHighTemperatureStrengthof2002Alumina-siliconCarbideNanocomposites[J].Key13王柏昆.结构陶瓷韧化机理的研究进展[J].中国科技信息，EngMats,1996,113:65～702007,19：264～27330PEZZOTTIG,AKAIM.EffectofASiliconCarbide14王正矩，余炳锋.陶瓷基复合材料增韧机理与CVI工艺[J].Nano-dispersionontheMechanicalPropertiesof中国陶瓷，2007，43(6)：11～14SiliconNitride[J].J.AmCeramSoc,1994,77:3039～3041 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