納米陶瓷

1、淮海工學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題目：納米陶瓷學(xué)院：化學(xué)工程學(xué)院專業(yè)：材料化學(xué)班級(jí)：材料112姓名：胡啟立學(xué)號(hào)：20111212732014年6月5日顯得特別穩(wěn)定，這個(gè)特別數(shù)目稱為幻數(shù)。原子簇的幻數(shù)與相應(yīng)粒子的對稱性、相互作用勢有關(guān)。納米陶瓷的特性納米陶瓷的特性1超塑性超塑性陶瓷的超塑性是由擴(kuò)散蠕變引起的晶格滑移所致。擴(kuò)散蠕變率與擴(kuò)散系數(shù)成正比，與晶粒尺寸的3次方成反比，普通陶瓷只有在很高的溫度下才表現(xiàn)出明顯的擴(kuò)散蠕變。而納米陶瓷的擴(kuò)散系數(shù)提高

2、了3個(gè)數(shù)量級(jí)晶粒尺寸下降了3個(gè)數(shù)量級(jí)。因而其擴(kuò)散蠕變率較高，在較低的溫度下。因其較高的擴(kuò)散蠕變速率而對外界應(yīng)力做出迅速反應(yīng)造成晶界方向的平移，表現(xiàn)出超塑性。使其韌性大為提高。2擴(kuò)散與燒結(jié)性能擴(kuò)散與燒結(jié)性能由于納米陶瓷材料存在著大量的界面，這些界面為原子提供了短程擴(kuò)散途徑，與單晶材料相比，納米陶瓷材料具有較高的擴(kuò)散率。增強(qiáng)擴(kuò)散能力的同時(shí)又使納米陶瓷材料的燒結(jié)溫度大為降低。3力學(xué)性能力學(xué)性能不少納米陶瓷材料的硬度和強(qiáng)度比普通陶瓷材料高出4～

3、5倍。在陶瓷基體中引入納米分散相并進(jìn)行復(fù)合，不僅可大幅度提高其斷裂強(qiáng)度和斷裂韌性，明顯改善其耐高溫性能，而且也能提高材料的硬度、彈性模量和抗熱震、抗高溫蠕變的性能。在氧化鋁陶瓷中添加納米αAl2O3粉，發(fā)現(xiàn)隨著納米αAl2O3粉添加量的增加和成型壓力的提高，陶瓷的維氏硬度和斷裂韌性都有所提高。這是因?yàn)殡S著納米αAl2O3粉添加量的增加，微米顆粒形成的孔隙被填充減小，堆積密度提高，陶瓷燒結(jié)后的密度也得到提高。此外，添加納米αAl2O3粉后

4、，小尺寸晶粒增多，使裂紋擴(kuò)展途徑彎折增加了裂紋擴(kuò)展長度降低了裂紋擴(kuò)展速率，有利于氧化鋁陶瓷韌性的提高。左圖給出了氧化鋁陶瓷試片的維氏硬度、斷裂韌性與納米αAl2O3粉添加量的關(guān)系【1】。雖然納米陶瓷還有許多關(guān)鍵技術(shù)需要解決但其優(yōu)良的力學(xué)性能使其具有廣闊的應(yīng)用前景。4磁學(xué)性能磁學(xué)性能晶粒中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)。由于納米顆粒尺寸超細(xì)其磁學(xué)性能與粗晶粒材料有著顯著的區(qū)別，表現(xiàn)出明顯的小尺寸效應(yīng)。

5、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)。晶粒之間的鐵磁相互作用開始對材料的宏觀磁性有著重要影響。與鐵磁原子類似，根據(jù)相互作用的大小，納米晶粒體可表現(xiàn)出超順磁性、超鐵磁性、超自旋玻璃態(tài)等特性。納米陶瓷材料的制備納米陶瓷材料的制備塊體納米材料的制備方法主要有兩種：第一種是由小變大，即先制成納米粉，在通過加壓、熱等靜壓、激光壓縮、微波和放電等離子等記法燒結(jié)成大塊納米材料。第二種是由大變小，即非晶化法，使大塊普通材料變成納