納米陶瓷
時間:2015-07-16
利用納米技術(shù)開發(fā)的納米陶瓷材料是利用納米粉體對現(xiàn)有陶瓷進(jìn)行改性,通過往陶瓷中加入或生成納米級顆粒、晶須、晶片纖維等,使晶粒、晶界以及他們之間的結(jié)合都達(dá)到納米水平,使材料的強度、韌性和超塑性大幅度提高。它克服了工程陶瓷的許多不足,并對材料的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、磁光學(xué)等性能產(chǎn)生重要影響,為代替工程陶瓷的應(yīng)用開拓了新領(lǐng)域。
納米陶瓷技術(shù)
納米陶瓷技術(shù)是指使用納米類的粉體對陶瓷進(jìn)行一定的改進(jìn),將納米顆粒、晶片質(zhì)纖維等加入陶瓷中,使它們相互結(jié)合并達(dá)到納米水平,至此,陶瓷的強度、超塑性都得到了很大的提高。不僅克服了結(jié)構(gòu)陶瓷的不足,而且對于材料力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)等都有很大的啟示。 納米類的技術(shù)是當(dāng)今的研究領(lǐng)域中最新、最具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù),研究并利用這種技術(shù)將會對我們未來的生活產(chǎn)生重大的影響。納米應(yīng)用于陶瓷當(dāng)中,也是一個突破性的創(chuàng)新,將會為陶瓷業(yè)帶來新的發(fā)展機會。近年來,納米陶瓷技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步,它應(yīng)用在了諸多領(lǐng)域之中,比如汽車軸承、發(fā)動機部件等。由于它在很多苛刻的條件下(高溫、強度腐蝕)都能夠使用,所以比其他的材料有更加寬廣的應(yīng)用前景。
納米陶瓷的應(yīng)用
刀具 傳統(tǒng)的刀具使用的是鋼鐵材料制成,在使用的過程中難免會發(fā)生卷刃的現(xiàn)象,而使用納米陶瓷制成的刀具則不會有這種問題。因為使用了納米陶瓷的緣故,這種納米陶瓷刀具,有著比鋼鐵刀具更為強勁的硬度,即使是用鐵錘大力敲打,也不會產(chǎn)生絲毫的變形。如今應(yīng)用了納米陶瓷的刀具已經(jīng)進(jìn)入了我們的生活中,幾乎是一切要用到刀具的領(lǐng)域都迎來了技術(shù)革命。像手術(shù)刀、切刀、砍刀、野戰(zhàn)刀、螺絲刀等領(lǐng)域都已經(jīng)出現(xiàn)了納米陶瓷刀具。 航天飛機外殼 眾所周知,地球有著大氣層,保護著人類免受陽光的直接照射,也承擔(dān)著大氣循環(huán)的作用。從太空進(jìn)入地球的物體在進(jìn)入大氣層時,都會與空氣產(chǎn)生劇烈的摩擦,一些“不懷好意”的隕石就會在這種劇烈高溫的摩擦下消失殆盡。這是地球的保護機制,然而可以反復(fù)使用的航天飛機卻不會被燃燒殆盡,因為它的外殼上使用了一層隔熱瓷瓦。這同樣是采用了納米陶瓷技術(shù)的產(chǎn)物,納米陶瓷有著堅固且耐高溫的特性,能夠保護航天飛機免受與空氣摩擦而產(chǎn)生的劇烈高溫的侵蝕。
納米陶瓷特性
首先是,納米陶瓷的硬度比普通陶瓷高。科學(xué)家們在研究應(yīng)用納米技術(shù)過程中,通過科學(xué)實驗證明,納米陶瓷在較低溫度下燒結(jié)就可以使陶瓷的致密性得到優(yōu)化。也就是說,陶瓷加入納米粉體在燒結(jié)后陶瓷的硬度已經(jīng)得到了提升 其次是,納米陶瓷的韌性優(yōu)于普通陶瓷。在陶瓷中加入納米粉體,納米粉體在陶瓷內(nèi)部結(jié)合,這樣就降低了陶瓷內(nèi)部的孔隙率。而陶瓷的孔隙率直接決定了陶瓷的脆性和韌性,孔隙率降低,陶瓷的脆性就會下降,而韌性也就隨之升高。 還有就是,納米陶瓷的低溫延展性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通陶瓷。陶瓷之所以不能被廣泛應(yīng)用在類工業(yè)中,最主要的原因就是其脆性高,極易被損壞。而科學(xué)研究表明,采用納米技術(shù),在陶瓷材料中加入納米粉體,就可以使得陶瓷擁有一定的延展性。
納米陶瓷的制備方法
步驟一:納米粉體的制備。納米粉體的制備是納米陶瓷制作中最重要的一步,在某種程度上可以說,納米粉體決定著納米陶瓷燒結(jié)后的質(zhì)量好壞。目前,納米粉體制備方法主要有兩種,一種是氣相合成法,這種方法包含有化學(xué)氣相合成法、高溫裂解法和霧轉(zhuǎn)化法。這是一種極為實用的納米粉體制備方法。通過這種方法可以制備納米氧化物粉體,也可以制備米非氧化物粉體,氣相合成法最大的優(yōu)點就是制備的納米粉體有很高的純凈性,燒結(jié)后的納米陶瓷表面純度極高。一種是凝聚相合成法,這種方法主要應(yīng)用在制備復(fù)合氧化物納米陶瓷材料中。
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