[化学] 纳米复相陶瓷研究

近几年来，纳米复相陶瓷越来越引起了材料学专家的广泛注意。纳米复相陶瓷是指第二相纳米颗粒以某种方式弥散于陶瓷主晶相中形成的一种纳米复合材料，分为晶内型、晶界型和纳米一纳米复合型3种，纳米复相陶瓷现已成为提高陶瓷材料性能的一个重要途径。研究表明，在微米陶瓷基体中引入纳米分散相进行复合，可使陶瓷材料的强度、韧性、硬度、弹性模量、抗蠕变性、抗疲劳性和高温性能等都有不同程度的改善，对材料的电、磁等性能也产生较大影响。纳米复相陶瓷是当今高温结构陶瓷研究的热点之一。
一.纳米复相陶瓷的制备方法
制备纳米复相陶瓷的目标是使陶瓷基体结构中均匀分散纳米级颗粒，并使这些颗粒进入基体内部形成“内晶”结构。常见制备纳米复相陶瓷的方法有：
1．1 机械混合分散一成形一烧结法
将纳米粉末掺入到基体粉末中进行混合、球磨、成形、烧结得到纳米复相陶瓷。该方法的优点是制备工艺简单，不足之处是球磨本身不能完全破坏纳米颗粒间的团聚，不能做到2相组成的均匀分散。若在机械混合的基础上使用大功率超声波以破坏团聚，并调整体系的pH值或使用适量分散剂，可使最终的分散性有一定的改善。另外，由于球磨介质的磨损，会带入一些杂质给纳米复相陶瓷的性能带来不利影响，如将A1O、TiC、Cr2O 按一定比例在酒精介质中球磨72 h，在真空中干燥，采用石墨模具在1 750℃ 、25 MPa压力下N 气氛热压烧结20 min，得到A1O 一TiC复相陶瓷；由氩气保护，利用该方法可制得AIO 与合金的复相陶瓷。
1．2 复合粉末一成形一烧结法
复合粉末的制备是利用化学、物理过程直接制取基质与弥散相在一起完成的。该复合粉末均匀分布，对其进行成形后采取不同的方法进行烧结，可获得纳米复相陶瓷。制备纳米复合粉末的方法有：化学气相沉积法、碳热还原氧化法以及溶胶一凝胶法等。
......
目录
一.纳米复相陶瓷的制备方法
二．纳米复相陶瓷研究的实例
三.纳米复相陶瓷的性能
参考资料
参考文献
1 梁忠友．纳米复相陶瓷研究进展．全国性建材科技期刊— — 陶瓷，1999(4)：10—11
2 曾照强，胡晓清．添加Cr2O对TiC陶瓷烧结及纳米结构形成的影响．硅酸盐学报，1998，26(5)：178 181
3 Osso D，TiUement 0，Legaer G，et a1．Alumina—alloy llano•composite powders by mechanosynthesis．Journal of Materials Science，1998，33：3 019～3 119
4 Daroczi L，Becke L D，P0sgay G，et a1 ．Magnetic properties of all milled nanoerystalline Ni and Fe．Nanostruct Mater，1995，6：981～989
5 李虹，黄利萍，蒋薪．纳米SiC—Si，N4复合粉体制备材料的显微结构．硅酸盐学报，1995，23(5)：545～549
6 Deoek—SC o C，Kwang-Taek H，Chan g-Sam K．Fabrication me•chanical prope rties and microstructure an alysis of Si3 N4／SiC nanocom—po site．Composites，1999，A30：425～427
7 高纪明，肖汉宁，杜海清．纳米SiC(Y：03)复合粉末的氨解溶胶一凝胶法合成．硅酸盐学报，1998，26(5)：588—591
8 李云凯，纪康俊，钟家湘，等．纳米 o】一21"05(3Y)复相陶瓷的微波烧结．硅酸盐学报，1998，26(6)：740—744
9 Nakagawa ，Grigofiu C，Masugata K，et a1．Synthesis of Tio2and TiN nanosize powders by intense light ion—beam evaporation．Jour—nal of Materials Science，1998，33：529～533
1O Meli C A，Grabovki K S，Hinshelwood D D，et a1．Film depo •sition and surface modification using pulsed ion beams．J．Vac．Sci．Technol，1995，A13：1 182～ 1 188
11 张伟儒，等．SiC复相陶瓷的研究．硅酸盐学报，1998，26 (1)：4～9
12 Yoshimura M，Ohji T，Sando M，et a1．Rapid rate sintering ofnano— grained Z 一based composites using pulse electric currentsintefing method．Journal of Materials Science Letters，1998，17：1 389～ 1 391
13 Yoshio A，Toshio 0，Naoto H ．Influence of starting powdercharacteristics on mechanical properties of SiC—particle／Si3 N4 compos•ites．Journal of the Ceramic Society of Japan，1992，100(4)：463～468
14 高濂，王浩，刘茜，等．纳米SiC—Ca—a—SiMon复相陶瓷的研究．硅酸盐学报，1996，24(6)：694—698
15 高濂，王宏志，洪金生．放电等离子超快速烧结SiC一0，纳米复相陶瓷．无机材料学报，1999，14(1)：55—60
16 Piciacchioa A，Lee S，Messing G L．Processing an d micro•structure development in alumina —-silicon carbide intragranular particulate composites．J．Am．Ceram ．Soc．，1994，77(8)：2 157～2 164
17 Anya C C．Hertzian flaw analysis an d mod els for the predlc．tion of flexural ~acture strength of 03an d 03／SiC。nanoeompo sites．Jonmal of Materials Science，1998，33：977～984
18 王宏志，高濂，归林华，等． SiC纳米复合材料的制备及性能．无机材料学报，1999，14(2)：280～286
19 .
简单介绍
摘 要：20世纪80年代中期发展起来的纳米复相陶瓷，对陶瓷材料的性能产生重大的影响，为材料的利用开拓了一个新的领域，已成为材料科学研究的热点之一。
关键词 ：纳米复相陶瓷 复合材料 综述 制备