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几种纳米复合陶瓷材料的应用

来源:广州宏武材料科技有限公司     发布时间:2017-10-30浏览量:

    大多数陶瓷是由离子键或共价键组成,与金属材料相比,它的特性是质轻、熔点高、硬度高、弹性模量高、耐磨、耐腐蚀和抗氧化等。许多精细陶瓷,如AL2O3,ZRO2,SI3N4,SIC, TIC,TIB2等都是优异的耐高温结构材料。然而,特种陶瓷与传统陶瓷一样,其变形能力差,韧性低,不容易加工成型。利用纳米技术,可以改善陶瓷材料的韧性,并使其达到工程应用水平。      

    一方面,纳米陶瓷晶粒极细,晶界数量大幅度的增加,可以提高陶瓷的强度,韧性和超塑性。另一方面,纳米粉末有大的比表面积,表面能剧增,烧结活化能降低,因此烧结致密化速度加快,烧结温度降低不仅具有上佳的力学性能,而且还有利于减少生产能耗,降低成本。例如,纳米AL2O3的烧结温度比微米级AL2O3降低了300-400摄氏度;纳米SIC陶瓷的断裂韧性比普通SIC提高100倍。特别重要的是,有意识的在汽缸壁里掺入对汽车尾气有催化性能的纳米催化剂,可使燃烧的有害气体在气缸中就被转化成无害气体。

 
      在陶瓷基体中引进纳米级分散相粒子,使陶瓷材料的强度,韧性及高温性能得到大大改善是近年来纳米陶瓷的一个重要方向。纳米陶瓷一般分为3类:1.晶内型,即晶内纳米复合型;2.晶间型,即晶粒间纳米复合型;3.晶内/晶间纳米复合型。科学研究机构对几种纳米复合陶瓷的力学性能研究,发现纳米复合技术使陶瓷材料的强度和韧性提供2-5倍,工作温度提高25-133%。下表列举了部分纳米复合陶瓷的力学性能。
 

纳米复合陶瓷

断裂强度

/MPa.m1/2

断裂强度

MPa

最高工作温度

/℃

SIC(NM)AL2O3 3.5-4.8 3.5-1500 800-1200
SI3N4(NM)/AL2O3 3.5-4.7 35-85 800-1300
SIC(NM)/SI3N4 3.5-4.8 850-1550 1200-1500
 
      在氧化物陶瓷加入适量的纳米颗粒后,强度和耐高温性能明显提高,这表明纳米级陶瓷复合材料的力学性能,特别是高温下硬度,强度得以较大的提供。另外,纳米陶瓷具有在较低温度下烧结就能达到致密化的优越性,而且纳米陶瓷解决了陶瓷的强化和增韧等问题。
 
      宏武纳米厂家直销多种规格的纳米SIC,纳米AL2O3,氮化硅si3n4等粉体,欢迎咨询订购。
 
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