纳米复合陶瓷

纳米复合陶瓷可分为四种类型:分散型、梯度型、被复型和纳米-纳米复合。纳米复合微粒的制备有气相法、液相法和固相法。分散型和被复型纳米复合陶瓷的室温韧性和强度约提高2～5倍,其高温硬度、韧性、强度、蠕变、疲劳断裂强度、热冲击特性等亦得到显著改善。纳米-纳米复合材料具有可加工性和超塑性等新功能。本文评价和探讨了纳米复合陶瓷的力学性能和纳米尺寸分散的作用。     

一种新型高性能复相陶瓷材料的应用前景

传统Al2O3/TiO2复相陶瓷韧性低,可靠性难以保证.将纳米技术引入到该领域,通过把纳米尺度的氧化铝和氧化钛粉末再造粒成为纳米结构的氧化铝/氧化钛(Al2O3/TiO2)复合氧化物粉末并采用新型工艺路线制备的精细结构Al2O3/TiO2复相陶瓷,与传统微米级晶粒尺度的Al2O3/TiO2复相陶瓷相比,其强度、韧性和耐...     

国内陶瓷论文文摘

这种纳米复相陶瓷材料的强度、韧性以及降低电阻率等方面的性能均达到国际水平。由于这种陶瓷是用几种陶瓷复合而成，并添加了具有磁性、电性、光性能的其它材料，因而它既拥有结构陶瓷的力学性能，又具备功能陶瓷的特殊功能。如由于磁性材料的添加，其电阻率大大降低，使其从高绝缘体变成可导电的材料，扩大了应用面，从而也使原来不可切割的陶瓷，如今可用电火花进行切割，大大降低了陶瓷材料的加工成本。     

纳米复合陶瓷涂层研究现状

介绍了国内外纳米复合陶瓷涂层的性能以及各种喷涂技术制备纳米陶瓷涂层的研究现状。与传统涂层相比,纳米涂层在韧性,强度和耐磨等性能均有了很大的提高。分析了面临的主要问题,并提出了相应的解决办法。     

我国纳米复相陶瓷制备研究达到国际水平

我国科学家在纳米复相陶瓷的制备研究方面已经达到国际领先水平,由中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室高濂研究员主持完成的———晶内型氧化物基纳米复相陶瓷的制备科学与性能研究,最近荣获2003年上海市科学技术进步一等奖。高濂领导的纳米陶瓷研究课题组开创性地提出了陶瓷材料晶内型纳米增强增韧的新概念,首次采用原位包裹法合成高均匀性、高烧结活性的复合纳米陶瓷粉体,首创用放电等离子体烧结技术(SPS)实现了陶瓷材料的超快速烧结,制备出了多种高性能晶内型氧化物基纳米复相陶瓷。原位包裹法克服了传统工…     

纳米复合陶瓷涂层研究现状

介绍了国内外纳米复合陶瓷涂层的性能以及各种喷涂技术制备纳米陶瓷涂层的研究现状.与传统涂层相比,纳米涂层在韧性,强度和耐磨性能等方面有了很大的提高.分析了面临的主要问题,并提出相应的解决办法.     

固态相变法制备纳米复合氧化物陶瓷的研究进展

氧化物陶瓷具有较高的机械强度、电绝缘性能、化学稳定性等,是用途最宽、应用最广、产量最大的陶瓷材料,已经应用于航空航天、军事国防、工业生产等领域。然而,氧化物陶瓷的脆性,严重制约了其在尖端领域的更广泛应用。针对这一难题,近几十年来,国内外学者开始探索固态相变法制备精细纳米结构的氧化物复合陶瓷。通过固态相变法构筑纳米复合氧化物陶瓷的纳米/亚微米/微米尺度的结构,以提高纳米复合氧化物陶瓷的力学性能。本文系统综述了固态相变法对纳米复合氧化物陶瓷结构和性能的影响,旨在阐明相关的原理及工艺,为高性能纳米复合氧化物陶瓷的制备提供参考与借鉴。     

Al2O3/SiC复合陶瓷的反应烧结

在空气中于1600℃对Al2O3/0.78%SiC纳米复合体进行2h的反应烧结,制得Al2O3/5%莫来石复合陶瓷,其中的莫来石分为两类,即3Al2O3·2SiC和Al5.65Si0.35O9.175。采用SEM和TEM研究Al2O3/莫来石复全陶瓷的微观结构。对Al2O3/莫来石复合陶瓷的密度和力学性能如杨氏模量、泊松比、硬度、韧性和强度进行了研究。     

纳米陶瓷结合剂超硬磨具的制造工艺

纳米陶瓷结合剂是一种新型的超硬磨具结合剂,采用它能显著降低磨具烧结温度,大幅度提高制品的强度、韧性和耐磨性,且气孔可控,为陶瓷结合剂的应用开拓了一个崭新的领域.文章阐述了纳米陶瓷的性能及应用.结果表明:纳米陶瓷结合剂抗折强度高于100MPa,经过烧结,纳米陶瓷结合剂与金刚石和cBN超硬磨料润湿性良好、结合力大,在烧结过程中与超硬磨料不发生反应、不腐蚀损伤超硬磨料.成功用于磨削PCD复合片的金刚石陶瓷砂轮.     

纳米陶瓷及其发展趋势

纳米陶瓷改变了传统陶瓷的脆性，大幅度提高了材料的强度、韧性和超塑性，同时对传统陶瓷材料的电学、热学、磁学、光学等性能产生了重要影响。本文综述了纳米陶瓷的性能以及发展趋势。     

高性能纳米陶瓷材料开发成功

中科院上海硅酸盐研究所日前开发成功高性能纳米复相陶瓷材料。据悉，这种纳米复相陶瓷材料的强度、韧性，以及降低电阻率等性能均达到国际水平。     

水基纳米SiC复合料浆的流变性能和稳定性

引言 纳米复相碳化硅陶瓷是在多相复合碳化硅陶瓷基础上发展起来的-种新型碳化硅陶瓷材料,通过引人第二或第三纳米增强相来同时实现细晶结构、梯度残余应力场、裂纹桥联、自增韧等增强增韧机理,从而获得多强韧化机理协同强化碳化硅陶瓷,已成为碳化硅陶瓷的研究方向之一[1-4].其中,纳米增强相在碳化硅基体(包括料浆、复合粉体、陶瓷)中的分布是制备纳米复相碳化硅陶瓷的关键和前提之一[5].     

纳米CaCO3/丁苯胶乳增韧柔性木塑复合材料的研究

柔性木塑复合材料作为一种柔软的、可弯曲的、可卷曲的新型木塑复合材料,在铺地材料、室内装饰等领域有广泛的发展和应用前景。以纳米CaCO₃和丁苯胶乳采用共沉积法制备纳米级复合粒子,对柔性木塑复合材料增韧改性。通过傅里叶红外光谱、扫描电镜等对其化学结构、断面形貌和力学性能等进行表征。结果表明,纳米级复合粒子成功制备,且当纳米CaCO₃与丁苯胶乳质量比为5∶3时,综合力学性能达到最佳。冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率对比未经改性的柔性木塑复合材料分别提升了160.5%、56.8%、156.5%,复合材料韧性得到了大幅度提升。     

可加工陶瓷研究进展

介绍了国内外可加工玻璃陶瓷、石墨系复相陶瓷、h-BN系纳米复相陶瓷、可加工层状复相陶瓷、可加工多孔陶瓷、稀土磷酸盐系复相陶瓷和Mn＋1AX。化合物等7种可加工陶瓷的制备机理的研究现状,并对该领域今后的发展方向进行了进一步探讨。     

凝胶法制备熔石英纳米复合陶瓷工艺及性能的研究

对凝胶法制备熔石英纳米复合陶瓷的工艺进行了探讨,并对不同工艺参数下的材料性能进行了分析和对比,讨论了影响材料性能的主要因素,寻求其最佳工艺参数.研究结果表明,用凝胶法可以使纳米相粒子均匀分散于陶瓷基体中,并能方便快速制备熔石英纳米复合陶瓷,纳米相引入后明显改善了材料的烧结性能,增加了材料的密度和强度.     

金属表面衬瓷复合材料界面显微结构研究

陶瓷材料具有优异的耐磨、耐热及耐腐蚀性能,但脆性很高;钢铁材料具有良好的强度、韧性和可靠性,但耐热、耐磨、耐腐蚀等性能较差.将二者优点结合起来,可获得综合性能优异的复合材料.本文采用在金属表面衬瓷的新技术,制成一种"铸钢表面衬瓷复合材料".该复合材料基体是45号铸钢,具有中碳钢良好的塑、韧性和可靠性;表面由纳米复合陶瓷组成,表现出陶瓷的优异耐磨、耐热和耐腐蚀性.本文检测了该材料的耐磨性,利用SEM对衬瓷层的成分分布、显微组织和界面结构进行了研究.该复合材料衬瓷层厚度达到600 μm以上;沿垂直表面的方向由表及里,陶瓷相含量逐渐下降;界面无缝隙、无裂纹,结合紧密,是衬瓷层与基体结合强度高的主要原因.     

Sialon基陶瓷的结构特征及物理和化学性质

全面地评述了Sialon基各单相、复相陶瓷的结构特征及物理和化学性质,并从结构角度对各Sialon基陶瓷的性质进行了解释。单相Sialon陶瓷中,β-Sialon强度和韧性最高,a’－Sialon硬度和耐磨性最好,O’－Sialon抗氧化性最佳。目前Sialon陶瓷正朝着复相化的方向发展,开发出了许多综合性性优良的复相Sialon陶瓷。基于Si－AlO－N系相平衡制备的。a＋β’）-、（β’＋AlN多型体）-、（O‘＋β’）一复相Sialon陶瓷实现了各组成相在结构和性能上的优势互补与叠加。通过外加第二相,利用晶须（或纤维）补强、相变增韧、颗粒弥散强化等原理制得的复相Sialon陶瓷如SiCw／f／Sialon、ZrO2／Sialon、SiC／Sialon、BN／Sialon等都取得了显著的增强增韧效果。     

纳米碳化钒/铬复合粉末对cBN磨具用陶瓷结合剂性能的影响

为了探索在不同烧结温度下纳米碳化钒/铬复合粉末对cBN磨具用陶瓷结合剂性能的影响,实验选用SiO_2-Na_2O-Al_2O_3-B_2O_3-CaO系统作为基础陶瓷结合剂体系,向陶瓷玻璃料中加入6%质量分数的纳米碳化钒/铬复合粉末并分别在微波烧结炉中以不同温度烧结制得纳米陶瓷结合剂。实验采用LCP-1差热膨胀仪、CMT4504型电子拉伸试验机、Stemi2000-C金相显微镜等测试分析仪器,分别对所得结合剂进行差热分析、抗折强度、显微结构分析等性能检测。实验结果表明:纳米碳化钒/铬复合粉末对结合剂性能有很大影响;加入6%纳米碳化钒/铬复合粉末能使陶瓷结合剂最大抗折强度从18.32MPa(550℃)增大到44.44MPa(600℃);纳米碳化钒/铬可以减小陶瓷结合剂的密度,以700℃的温度烧结时,结合剂密度从2.165g/cm~3减小到1.256g/cm~3;以600℃烧结时,6%纳米碳化钒/铬复合粉末能使结合剂的流动性从145.8%增大为154.8%。     

纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径

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，因而使其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。英国材料学家Cahn指出纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。     

Y-TZP/A12O3/Mo纳米复合材料的制备及其力学性能

纳米复相陶瓷材料是目前最接近于产业化的纳米陶瓷材料,已成为国际研究热点.添加金属第二相有可能同时提高纳米复相陶瓷材料的力学和摩擦学性能.为此,在钇稳定多晶氧化锆(yttria-stabilized teWagonal zirconia polycrystais,Y-TZP)/Ai2O3纳米陶瓷的基础上,用ZrO2-Y2O3-A12O3纳米复合粉体和金属Mo粉采用热压烧结的方法成功制备了Y-TZP/A12O3/Mo纳米陶瓷-金属复合材料.研究了Mo含量对材料显微结构和力学性能的影响.结果表明:复合材料结构主要由晶界型、晶内型和纳米-纳米型3种类型的混合型组成,这种结构使材料具有非常高的断裂韧性,在Mo的质量分数为60%时,断裂韧性可达20.8 MPa·m1/2.