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第16卷第1期济南大学学报自然科学版Vol16,No.1
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2002年3月JOURNALOFJINANUNIVERSITYSci.Tech.Mar.,2002
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文章编号:1671-3559200201-0092-05
纳米陶瓷研究进展
12211
李嘉,尹衍升,张金升,王英姿,陈亚明
(1.济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022;
2.山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室;工程陶瓷省级重点实验室,山东济南250061)
摘要:综述纳米陶瓷的性能、粉体制备、烧结及结构研究现尺寸和气孔率是两个主要的因素,陶瓷强度随气孔
状,分析实现纳米陶瓷成功制备的关键因素。得出结论:在率的增加按指数级下降,同时,强度与晶粒尺寸的平
纳米陶瓷制备过程中,无团聚高致密素坯是前提,烧结过程方根成反比,纳米陶瓷中晶粒尺寸与气孔尺寸都是
中晶粒生长的抑制是关键。
纳米级,因而具有较高的强度和韧性,一般比普通陶
关键词:纳米陶瓷粉体;纳米陶瓷;烧结;晶粒生长
瓷高出3～5倍[7],如在100℃下,纳米TiO2陶瓷的
中图分类号:TF123文献标识码:A
显微硬度为1300kgf/mm2,而普通TiO2陶瓷的显
纳米陶瓷是指在陶瓷材料的显微结构中,晶粒、微硬度低于200kgf/mm2。纳米ZrO2陶瓷的硬度
晶界及它们之间的结合都处在纳米尺寸水平,包括可达90HRA[8]。
晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺12低温超塑性
寸都是纳米级。陶瓷材料的性能取决于其微观组织陶瓷的超塑性是由扩散蠕变引起的晶格滑移所
结构,纳米陶瓷由于晶粒的细化,晶界数目以及扩散致,扩散蠕变速率与扩散系数成正比,与晶粒尺寸的
蠕变速率的增加,可使材料的强度、韧性和超塑性大三次方成反比,普通陶瓷只有在很高的温度下才表
为提高,并对材料的电学、热学、磁学、光学等性能产现出明显的扩散蠕变。而纳米陶瓷的扩散系数提高
生重要的影响。了三个数量级,晶粒尺寸下降了三个数量级,因而其
纳米陶瓷的关键技术在于烧结过程中晶粒尺寸扩散蠕变速率较高,在较低的温度下,因其较高的扩
的控制。为解决这一问题,目前主要采用热压烧散蠕变速率而对外界应力做出迅速反应,造成晶界
结[1]、快速烧结[2]、热锻式烧结[3]、脉冲电流烧方向的平移,表现出超塑性,使其韧性大为提高。纳
结[4]、热压烧结[5]、预热粉体爆炸式烧结[6]等致密米TiO2陶瓷在900℃
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