納米陶瓷PPT課件.ppt

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1、納米陶瓷傳統(tǒng)陶瓷傳統(tǒng)陶瓷主要用于餐具、日用容器、工藝品及普通建筑材料缺點(diǎn)：質(zhì)地較脆，韌性和強(qiáng)度都較差，因而使其在應(yīng)用上受到了較大的限制。隨著納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用，納米陶瓷隨之產(chǎn)生，希望以此來(lái)克服傳統(tǒng)陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有像金屬似柔韌性和可加工性。利用納米技術(shù)開發(fā)的納米陶瓷材料是指在陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)中，晶粒、晶界以及它們之間的結(jié)合都處在納米水平（1～100nm），使得材料的強(qiáng)度、韌性和超塑性大幅度提高，克服了工程陶瓷的許多不足，并對(duì)材料的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等性能產(chǎn)生重要影響，為替代工程陶瓷的應(yīng)用開拓了新領(lǐng)域。什么是納米陶瓷材料？納米陶瓷刀具納米陶瓷燈泡

2、陶瓷納米節(jié)能燈納米陶瓷軸承風(fēng)扇1、高強(qiáng)度納米陶瓷材料在壓制燒結(jié)后其強(qiáng)度比普通陶瓷材料高出4~5倍，如在100℃下納米TiO2陶瓷的顯微硬度為13000KN/mm2，而普通456)陶瓷的顯微硬度低于2000KN/mm2。2、高韌性納米陶瓷由于其晶粒尺寸小至納米級(jí)，在受力時(shí)可產(chǎn)生變形而表現(xiàn)出一定的韌性。如室溫下的納米TiO2陶瓷表現(xiàn)出很高的韌性，壓縮至原長(zhǎng)度的1/4仍不破碎。3、超塑性納米陶瓷在高溫下具有類似與金屬的超塑性，納米TiO2陶瓷在室溫下就可發(fā)生塑性形變，在180℃下塑性形變可達(dá)100%。1納米陶瓷特性4、燒結(jié)特性納米陶瓷材料的燒結(jié)溫度比傳統(tǒng)陶瓷材料約低60

3、0℃，燒結(jié)過(guò)程也大大縮短。12nm的TiO2粉體，不加任何燒結(jié)助劑，可在低于常規(guī)燒結(jié)溫度400~600℃下進(jìn)行燒結(jié)，同時(shí)陶瓷的致密化速率也迅速提高。5、磁學(xué)性能納米顆粒由于尺寸超細(xì)，一般為單疇顆粒，其磁化過(guò)程由晶粒的磁各向異性和晶粒間的磁相互作用所決定。晶粒的磁各向異性與顆粒的形狀晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力以及晶粒表面的原子狀況有關(guān)。另外在納米材料中存在大量的界面成分，當(dāng)晶粒尺寸減小到納米級(jí)時(shí)，晶粒之間的鐵磁性相互作用并開始對(duì)材料的宏觀磁性產(chǎn)生重要影響。1納米陶瓷特性納米陶瓷的制備工藝主要包括納米粉體的制備、成型和燒結(jié)。目前世界上對(duì)納米陶瓷粉體的制備方法多種多樣，但應(yīng)用較廣且

4、方法較成熟的主要有氣相合成和凝聚相合成2種，再加上一些其它方法。2納米陶瓷制備納米陶瓷粉體是介于固體與分子之間的具有納米數(shù)量級(jí)（0.1～100nm）尺寸的亞穩(wěn)態(tài)中間物質(zhì)。隨著粉體的超細(xì)化，其表面電子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，產(chǎn)生了塊狀材料所不具有的特殊的效應(yīng)。粉體極小的粒徑、大的比表面積和高的化學(xué)性能，可以顯著降低材料的燒結(jié)溫度、節(jié)能能源；使陶瓷材料的組成結(jié)構(gòu)致密化、均勻化，改善陶瓷材料的性能，提高其使用可靠性；可以從納米材料的結(jié)構(gòu)層次（l～100nm）上控制材料的成分和結(jié)構(gòu)，有利于充分發(fā)揮陶瓷材料的潛在性能。納米材料的優(yōu)良性能氣相合成主要有氣相高溫裂解法、噴霧轉(zhuǎn)化

5、法和化學(xué)氣相合成法，這些方法較具實(shí)用性?；瘜W(xué)氣相合成法可以認(rèn)為是惰性氣體凝聚法的一種變型，它既可制備納米非氧化物粉體，也可制備納米氧化物粉體。這種合成法增強(qiáng)了低溫下的可燒結(jié)性，并且有相對(duì)高的純凈性和高的表面及晶粒邊界純度。原料的坩堝中經(jīng)加熱直接蒸發(fā)成氣態(tài)，以產(chǎn)生懸浮微粒和或煙霧狀原子團(tuán)。原子團(tuán)的平均粒徑可通過(guò)改變蒸發(fā)速率以及蒸發(fā)室內(nèi)的惰性氣體的壓強(qiáng)來(lái)控制，粒徑可小至3～4nm，是制備納米陶瓷最有希望的途徑之一。制備方法是指在水溶液中加入有機(jī)配體與金屬離子形成配合物，通過(guò)控制PH值、反應(yīng)溫度等條件讓其水解、聚合，經(jīng)溶膠→凝膠而形成一種空間骨架結(jié)構(gòu)，再脫水焙燒得到目的

6、產(chǎn)物的一種方法。此法在制備復(fù)合氧化物納米陶瓷材料時(shí)具有很大的優(yōu)越性。凝聚相合成已被用于生產(chǎn)小于10nm的SiO2、Al2O3和TiO2納米團(tuán)。凝聚相合成（溶膠一凝膠法）制備方法納米陶瓷應(yīng)用1、軍事領(lǐng)域2、生物領(lǐng)域3、更堅(jiān)硬的切削工具4、抗菌5、高靈敏度的傳感器6、汽車工業(yè)7、航空領(lǐng)域1、軍事領(lǐng)域納米陶瓷具有高活性和耐沖擊的性能。因此，可以大大地改善武器和裝甲的抗燒蝕性和抗沖擊性、提高硬度、減輕重量、延長(zhǎng)使用壽命等。納米防彈背心納米吸波材料軍用隱形戰(zhàn)機(jī)2、生物領(lǐng)域生物功能陶瓷能夠模仿人體某些特殊生理行為，可以用來(lái)構(gòu)成牙齒和骨骼等某些人體部位，甚至可望部分或整體地修復(fù)

7、或替換人體的某種組織器官，或者增加其功能。納米保健陶瓷片3、更堅(jiān)硬的切削工具納米功能陶瓷很好地解決了陶瓷的脆性問(wèn)題，將納米金屬顆粒尤其是高溫合金相制成的納米顆粒，加入到陶瓷材料中，可以使陶瓷的韌性和抗沖擊力得到很大的提高，又不降低原有的強(qiáng)度和硬度?！百F族刀”4、抗菌（殺菌）方面抗菌(殺菌)陶瓷是一種保護(hù)環(huán)境的新型功能材料，是抗菌劑、抗菌技術(shù)與陶瓷材料結(jié)合的產(chǎn)物，也是材料科學(xué)與微生物學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。5、高靈敏度的傳感器電子陶瓷的應(yīng)用范圍日趨廣闊，包括基板、傳感器、感測(cè)器、電容器、壓電蜂鳴器和熱敏電阻等。納米電容納米傳感器6、汽車工業(yè)納米陶瓷具有高硬度、高韌性、超塑性

8、、高耐磨性