納米陶瓷材料

評述與專論納米陶瓷材料摘要：納米陶瓷材料的超塑性、強度大為提高，對材料的電學、熱學、力學性質(zhì)產(chǎn)生重要影響,為材料的利用開拓了一個嶄新的領(lǐng)域，已成為材料科學研究的熱點之一。本文對納米陶瓷的制備、燒結(jié)、性能和應(yīng)用做了簡要綜述。并對其面臨問題提出解決思路。關(guān)鍵詞：納米陶瓷；制備；性能；應(yīng)用Nano-scaleceramicmaterialAbstract：Nanoceramicshassuperiorperformancesinelectricity,thermologyandmechanism,becauseofitsimprovementinsuperplasticityandintensity,whichhasextendedtoanewdomainthusbecomingahotspotinmaterialsscience.Inthistext,abriefsummeryofpreparation,sinter,propertyandapplicationofnanoceramicswillbereported,andpossiblesolutionoffacedproblemswillbeproposed.Keywords：nanoceramics;preparation;properity；application.陶瓷是人類最早使用的材料之一，在人類發(fā)展史上起著重要的作用。但是，由于傳統(tǒng)的陶瓷材料脆性大，韌性和強度較差、可靠性低，使陶瓷材料的應(yīng)用領(lǐng)域受到較大限制。隨著納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用，納米陶瓷隨之產(chǎn)生。納米材料從根本上改變了材料的結(jié)構(gòu)，可望得到諸如高強度金屬和合金、塑性陶瓷、金屬間化合物以及性能特異的原子規(guī)模復(fù)合材料等新一代材料，為克服材料科學研究領(lǐng)域中長期未能解決的問題開拓了新的途徑。納米陶瓷研究始于八十年代中期。所謂納米陶瓷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)合都處在納米尺寸水平。由于納米陶瓷晶粒的細化，晶界數(shù)量大幅度增加，可使材料的強度、韌性和超塑性大為提高，并對材料的電學、熱學、磁學、光學等性能產(chǎn)生重要的影響［1-3］。本文根據(jù)有關(guān)文獻資料，從納米陶瓷粉體制備、納米陶瓷的燒結(jié)、性能及應(yīng)用等方面對納米陶瓷及粉體作一簡要評述。1納米陶瓷材料的制備方法納米陶瓷材料的制備方法主要包括納米粉體的制備、成形和燒結(jié)。解決納米粉體的團聚、成形素坯的開裂以及燒結(jié)過程中的晶粒長大等已成為提高納米陶瓷質(zhì)量的關(guān)鍵4］。1.1納米陶瓷粉體制備納米陶瓷粉體制備是納米陶瓷材料制備的基礎(chǔ)。納米陶瓷粉體難以采用傳統(tǒng)的機械方法制得。現(xiàn)在已發(fā)展了多種納米陶瓷粉體的制備方法。包括物理或化學制備方法?；瘜W制備方法又可分為氣相化學法和液相化學法（濕化學法）⑸。1.1.1物理制備方法物理制備方法有蒸發(fā)冷凝法、高能機械球磨法和物理氣相沉積法。蒸發(fā)冷凝法制備過程為:在真空蒸發(fā)室內(nèi)充入低壓惰性氣體，加熱金屬或化合物蒸發(fā)源，由此產(chǎn)生的原子霧與惰性氣體原子碰撞而失去能量，凝聚而成納米尺寸的團簇，并在液氮冷卻棒上聚集起來，最后得到納米粉體。蒸發(fā)冷凝法的優(yōu)點是可在體系中加置原位壓實裝置，即可直接得到納米陶瓷材料。1987年美國Argonne實驗室的Siegles采用此方法成功地制備了TiO2納米陶瓷粉體，粉體粒徑為5-20nm［6］。高能機械球磨法就是通過無外部熱能供給、干的高能球磨過程制備納米粉體。它除了可用來制備單質(zhì)金屬納米粉體外,還可通過顆粒間的固相反應(yīng)直接合成化合物粉體,如金屬碳化物、氟化物、氮化物、金屬一氧化物復(fù)合粉體［7］等。因其可以合成常規(guī)方法難以獲得的高熔點金屬及合金材料,且工藝簡單、成本低、效率高（一次可獲得公斤量級產(chǎn)品）,以及適合工業(yè)化生產(chǎn)而被廣泛研究［8］。通過對高能機械球磨過程中的氣氛控制和外部磁場的引入,使得這一技術(shù)有了進一步的發(fā)展。物理氣相沉積法（PVD）是利用髙頻、電弧或等離子體等高溫熱源將反應(yīng)物加熱，使反應(yīng)物氣化或形成等離子體，然后驟冷使其凝聚生成納米顆粒材料。使用物理氣相沉積法制備納米顆粒材料時，可通過改變氣體壓力和加熱溫度控制所生成納米顆粒材料的粒徑及粒徑分布區(qū)間［9-10］。1.1.2化學氣相法一般來說，納米陶瓷粉體物理制備方法的工藝條件較為苛刻、應(yīng)用范圍較窄，粉體粒徑控制較為困難。而化學制備方法是在液相或氣相條件下，首先形成離子或原子，然后逐步長大，形成所需要的粉體。容易得到粒徑小、純度高的超細粉體。化學氣相沉積法（CVD）是在遠高于熱力學計算臨界反應(yīng)溫度條件下，反應(yīng)產(chǎn)物蒸氣形成很高的過飽和蒸氣壓，使其自動凝聚形成大量的晶核.這些晶核在加熱區(qū)不斷長大，聚集成顆粒。隨著氣流進入低溫區(qū)，顆粒生長、聚集、晶化過程停止，最終在收集室內(nèi)收集得到納米陶瓷粉體。CVD法可通過選擇適當?shù)臐舛取⒘魉?、溫度和組成配比等工藝條件，實現(xiàn)對粉體組成、形貌、尺寸、晶相等控制。激光誘導(dǎo)氣相沉積法（LICVD法）是利用反應(yīng)氣體分子對特定波長激光束的吸收而產(chǎn)生熱解或化學反應(yīng)，經(jīng)成核生長形成超細粉末。整個過程實質(zhì)上是一個熱化學反應(yīng)和晶粒成核與生長過程。LICVD法通常采用CO激光器，加熱速率快，高溫駐留時間短，冷卻迅速，因此可獲得粒徑vlOnm的均勻納米粉體。同時，反應(yīng)中心區(qū)域與反應(yīng)器之間被原料氣體隔離，反應(yīng)污染小，可制得純度高的納米粉體。等離子氣相合成法（PCVD法）是納米陶瓷粉體制備的常用方法之一,它具有反應(yīng)溫度高、升溫和冷卻速率快等特點。PCVD法又可分為直流電弧等離子體法、高頻等離子體法和復(fù)合等離子體法。對于直流電弧等離子體法，由于電極間電弧產(chǎn)生高溫，在反應(yīng)氣體等離子化的同時，易因電極熔化或蒸發(fā)而污染反應(yīng)產(chǎn)物。高頻等離子體法的主要缺點是能量利用率低，產(chǎn)物質(zhì)量穩(wěn)定性較差。復(fù)合等離子體法則是將前兩種方法合為一體。它在產(chǎn)生直流電弧時不需電極，避免了由于電極物質(zhì)熔化或蒸發(fā)而在反應(yīng)產(chǎn)物中引入雜質(zhì)；同時，直流等離子體電弧束又能有效地防止高頻等離子火焰受原料的進入造成干擾，從而在提高產(chǎn)物純度、制備效率的同時提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1.1.3濕化學方法濕化學方法是通過液相來合成粉體，主要有沉淀法、溶膠——凝膠法、噴霧熱解法和水熱法。它具有毋需苛刻的物理條件、易中試放大、產(chǎn)物組份含量可精確控制、可實現(xiàn)分子/原子尺度水平上的混合等特點，可制得粒度分布窄、形貌規(guī)整的粉體，它主要適用于制備納米氧化物陶瓷粉體。但采用液相法合成的粉體可能形成嚴重的團聚；直接從液相合成的粉體的化學組成和相組成往往不同于設(shè)計要求，因此需要采取一定形式的后處理。沉淀法就是在金屬鹽溶液中加入適當?shù)某恋韯﹣淼玫教沾汕膀?qū)體沉淀物，再將此沉淀物鍛燒形成納米陶瓷粉體。根據(jù)沉淀的方式，沉淀法又可分為直接沉淀法、共沉淀法和均勻沉淀法三種。為了避免沉淀法制備粉體過程中形成嚴重的硬團聚，往往在其過程中引入冷凍干燥、超臨界干燥、共沸蒸餾等技術(shù)手段,取得了較好的效果。沉淀法操作簡單，成本低，但易引進雜質(zhì)，難以制得粒徑小的納米粉體。溶膠——凝膠法是以無機鹽或金屬醇鹽為前驅(qū)物，通過水解縮聚由溶膠逐漸形成凝膠，經(jīng)老化、干燥等后處理從而得到所需材料的方法［11］?，F(xiàn)代solge1法的研究可追溯到19世紀中葉，當時利用溶膠和凝膠制備單組分化合物。在20世紀30~70年代這一階段，人們利用溶膠-凝膠技術(shù)制備無機材料取得初步成功，也引起了科學家的重視，逐漸形成了“通過化學途徑制備優(yōu)良陶瓷”的概念，并稱該方法為溶膠-凝膠法。該方法可采用蒸餾或重結(jié)晶技術(shù)來保證原料的純度，整個工藝過程不引入雜質(zhì)離子，有利于高純陶瓷材料的制備，所得粉體粒徑較小，且粒度分布窄。但它也有不足之處，如原料價格高、有機溶劑的毒性以及在高溫下作熱處理時會使顆粒快速團聚等。亦可在此方法中引入冷凍干燥、形成乳濁液、共沸蒸餾等技術(shù)手段來減少或避免粉體顆粒之間的團聚。噴霧熱解法采用類似于金屬有機物熱解法（MOD）或溶膠一凝膠法（Sol-gel）中的有機溶液或水溶液為先體，將先體溶液霧化為液滴，用類似于CVD的方法將液滴用載氣送入反應(yīng)室，引起溶劑的蒸發(fā)和金屬鹽的熱分解，隨后因過飽和而析出固相，從而直接得到氧化物納米陶瓷粉體。根據(jù)對氣溶膠產(chǎn)生機制、先體熱分解歷程以及材料制備工藝的研究側(cè)重點不同，噴霧熱解法還有其它的類似名稱，如“Solutionaerosolthermolysis”】】2］、“Mistdecomposition”^3］、“Aerosoldecomposition”】】4］和“ElectrostaticDeposition”】⑸等。或者是將溶液噴入高溫氣氛中干燥，然后再經(jīng)熱處理形成粉體。形成的顆粒大小與噴霧工況參數(shù)有很大的關(guān)系。采用此方法制得的顆粒，通常情況下是空心的。通過仔細選擇前驅(qū)物種類、溶液的濃度以及加熱速度，也可制得實心顆粒。水熱法（hydrothermalpreparation）是指密閉體系如高壓釜中，以水為溶劑，在一定的溫度和水的自生壓力下，原始混合物進行反應(yīng)的的一種合成方法。由于在高溫，高壓水熱條件下，能提供一個在常壓條件下無法得到的特殊的物理化學環(huán)境，使前驅(qū)物在反應(yīng)系統(tǒng)中得到充分的溶解，并達到一定的過飽和度，從而形成原子或分子生長基元，進行成核結(jié)晶生成粉體或納米晶。】】6］近十幾年來，在陶瓷粉體制備方面取得了相當?shù)某晒俊?］。水熱法為各種前驅(qū)物的反應(yīng)和結(jié)晶提供了一個在常壓條件下無法得到的特殊的物理、化學環(huán)境。粉體的形成經(jīng)歷了一個溶解一結(jié)晶過程。相對于其他粉體制備方法,水熱法制備的粉體具有晶粒發(fā)育完整、粒度小、且分布均勻、顆粒團聚較輕、可使用較為便宜的原料、易得到合適的化學計量物和晶形等優(yōu)點。尤其是水熱法制備陶瓷粉體毋需高溫緞燒處理，避免了鍛燒過程中造成的晶粒長大、缺陷形成和雜質(zhì)引入，因此所制得的粉體具有較高的燒結(jié)活性。1.2納米陶瓷的成型與燒結(jié)在納米陶瓷的制備過程中，素坯的成型和燒結(jié)是其最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，由于納米粉體所固有的特性，其坯體成型的影響因素多、難度大；同時由于晶粒納米化的要求，其燒結(jié)也相當?shù)睦щy。因此不能簡單地套用普通陶瓷的成型與燒成方法，只有在特殊條件下才能獲得較為理想的納米陶瓷燒結(jié)體。】18］除采用常規(guī)的成型方法以外，國際上正研究一些新的成型方法以提高素坯密度。如采用脈沖電磁場在A12O3納米粉體上產(chǎn)生持續(xù)幾個微秒的2?10GPa壓力脈沖，使素坯密度達到理論密度的62%?83%［19】Lequitte等人［20］指出:采用連續(xù)加壓的方法，有利于納米陶瓷粉體的成型。第一次加壓導(dǎo)致粉體軟團聚的破壞，第二次加壓導(dǎo)致晶粒的重排，以使顆粒之間更好地接觸，提高素坯密度。燒結(jié)是陶瓷材料致密化、晶體長大、晶界形成的過程。由于納米陶瓷粉體具有巨大的比表面積,使作為粉體燒結(jié)驅(qū)動力的表面能劇增，擴散速率增大，擴散路徑變短，燒結(jié)活化能降低，燒結(jié)速率加快。這就降低了材料燒結(jié)所需的幅度，縮短了材料的燒結(jié)時間。目前，納米陶瓷的致密化手段已趨于多樣化。無壓燒結(jié)是傳統(tǒng)的燒結(jié)方法，是在無外加壓力的條件下對材料進行燒結(jié)。由于溫度是無壓燒結(jié)過程中唯一可控制的因素，為了控制晶粒的生長，保持晶粒的納米化，又發(fā)展出等速燒結(jié)、等溫燒結(jié)、快速燒結(jié)、分段燒結(jié)等多種方法。無壓燒結(jié)所采用的設(shè)備簡單，應(yīng)用廣泛，易于工業(yè)化，因而成為目前制備納米陶瓷最基本的燒結(jié)方法之一。壓力燒結(jié)是在坯體加熱燒結(jié)的同時，施加一定的外壓，使樣品的致密化驅(qū)動力既有晶粒間的表面張力，又有外壓的作用，從而提高燒結(jié)過程中的驅(qū)動力，降低燒結(jié)溫度和縮短燒結(jié)時間，抑制燒結(jié)過程中陶瓷晶粒的長大。根據(jù)加壓方式的不同，壓力燒結(jié)分為固體加壓和氣體加壓兩種方式。隨著科技的發(fā)展，納米陶瓷的成型及燒結(jié)新技術(shù)必將不斷涌現(xiàn)，今后陶瓷坯體的成型和燒結(jié)方法的發(fā)展方向必然是大規(guī)格化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。因此在成型方面，通過對粉體顆粒的表面改性、造粒增加粉體的流動性，采用連續(xù)加壓、分段加壓、二次加壓等手段提高坯體的密度、結(jié)構(gòu)均勻性，同時加大對濕法成型的研究力度，研究大尺寸、異性件的成型新技術(shù)。在燒結(jié)方面,高壓、低溫、快速3個方面是提高納米陶瓷燒結(jié)性能的研究方向，同時采用新型的加熱方法如等離子、微波等增加燒結(jié)過程中的均勻性，進行大尺寸、復(fù)雜形狀的陶瓷構(gòu)件的直接燒結(jié)。積極開發(fā)適用于產(chǎn)業(yè)化的成型燒結(jié)方法，將是今后發(fā)展的趨勢。納米陶瓷材料的性能2.1力學性能材料的力學性能：根據(jù)Hall-Petch關(guān)系的°y=°0+Kd-1/2，式中：o為0.2%屈服應(yīng)力；J是移動單個位移所需的客服點陣摩擦的力；K是常數(shù)；dy 0是平均晶粒尺寸。由上面公式可知，材料的屈服強度與晶粒尺寸的平方根成反比，這表明隨晶粒的細化材料強度顯著增加。納米陶瓷材料的力學性能主要表現(xiàn)在以下三個方面:斷裂強度大大提高，斷裂韌性大大提高，耐高溫性能大大提高。與此同時材料的硬度、彈性模量、熱膨脹系數(shù)都會發(fā)生改變。此外，大體積的界面區(qū)提供足夠的晶界滑移機會，導(dǎo)致形變增加。不少納米陶瓷材料的硬度和強度比普通材料高出4?5倍，如在100°C下，納米TiO2陶瓷的顯微硬度為13000kN/mm2，而普通TiO2陶瓷的顯微硬度低于2000kN/mm2[22]。在陶瓷基體中引入納米分散相并進行復(fù)合，所制得的納米陶瓷復(fù)合材料的綜合力學性能更是得到大幅度提高。對Al2O3/SiC系統(tǒng)來說，納米復(fù)合材料的強度比單相氧化鋁的強度提高了3~4倍。早在20世紀90年代就發(fā)現(xiàn)納米陶瓷CaF2和TiO2在常溫下具有很好的韌性和延展性能。這種納米陶瓷材料在80?180C內(nèi)可產(chǎn)生約100%的塑性形變，而且燒結(jié)溫度降低，能在比大晶粒樣品低600C的溫度下達到類似于普通陶瓷的硬度?I。在氧化鋁陶瓷中添加納米a-Al2O3粉,發(fā)現(xiàn)隨著納米a-Al2O3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。這是因為隨著納米a-Al2O3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a-A12O3粉后，小尺寸晶粒增多,使裂紋擴展途徑彎折，增加了裂紋擴展長度，降低了裂紋擴展速率，有利于氧化鋁陶瓷韌性的提高。2.2光學性能隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，隱身技術(shù)在各國軍事高科技領(lǐng)域越來越重要，吸波材料作為實現(xiàn)隱身技術(shù)的方式之一，其研究也越來越廣泛。早期應(yīng)用的多屬于磁性吸收材料，如鐵氧體吸波材料、金屬微粉吸波材料等。這些材料一個很重要的特點就是在高溫下失去磁性從而失去吸波性能，因此磁性吸波材料一般只能用于武器常溫部位的隱身。武器裝備高溫部位的隱身必須采用高溫吸波材料，通常為陶瓷吸波材料，其吸收劑為陶瓷吸收劑。與傳統(tǒng)的材料相比，由于結(jié)構(gòu)特殊，使納米陶瓷材料在制備吸波材料方面具有其他常規(guī)材料所不具備的優(yōu)點，如矯頑力比較高，可引起磁滯損耗，界面極化，多重散射，這些都是吸波材料所必需的，因此納米陶瓷材料可用來制備吸波材料，用于武器裝備高溫部位的隱身[24]。2.3電學性能高性能的電子陶瓷材料一個重要的發(fā)展趨勢是:用納米粉體作為原材料生產(chǎn)諸如陶瓷電容器、壓電陶瓷，將納米材料應(yīng)用到陶瓷工藝中去，生產(chǎn)納米復(fù)合或納米改性的高技術(shù)陶瓷。蔡曉紅等人利用化學沉淀法制備了鋯鈦酸鉛（PZT）超微細粉，用此超微細粉制備的PZT圧電陶瓷與傳統(tǒng)的圧電陶瓷比較發(fā)現(xiàn):圧電電壓常數(shù)d33、介電常數(shù)￡t33/￡0都比普通PZT數(shù)值有很大提高,同時材料的密度較傳統(tǒng)低具有優(yōu)良的壓電、介電、聲電等電學性能因此PZT納米粉體被廣泛用來制備壓電陶瓷、微位移驅(qū)動器、超聲換能器等電子元器件［25］2.4磁學性能晶粒中的磁各向異性與顆粒的形狀、晶粒結(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，其磁學性能與粗晶材料有著顯著的區(qū)別，表現(xiàn)出明顯的小尺寸效應(yīng)。另外在納米材料中存在大量的界面成分,當晶粒尺寸減小到納米級時，晶粒之間的鐵磁相互作用影響材料的宏觀磁性。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［26］。納米結(jié)構(gòu)陶瓷材料的應(yīng)用3.1納米結(jié)構(gòu)陶瓷材料的應(yīng)用普通陶瓷呈現(xiàn)很大的脆性，而納米陶瓷表現(xiàn)出較好的韌性和一定的延展性。對納米復(fù)相陶瓷的研究表明，通過對顯微結(jié)構(gòu)不同相之間的化學共存和物理性能匹配的適當選擇和設(shè)計，可制得具有較高力學性能的復(fù)相陶瓷材料。我國已研制出“摔不碎的碗或酒杯”就是應(yīng)用的納米陶瓷材料。美國學者報道CaF2納米材料在室溫下可大幅度彎曲而不斷裂；用硬脂酸凝膠法制備的y2o5納米晶彌散到金屬中，得到強化的超導(dǎo)耐熱合金和可制備出高強、高韌的穩(wěn)定氧化鋯陶瓷。人的牙齒之所以有很高的強度，是因為它是由磷酸鈣等納米材料構(gòu)成的。納米金屬固體的硬度要比傳統(tǒng)的粗晶材料硬度高3~5倍，而金屬陶瓷復(fù)合材料則可在更大的范圍內(nèi)改變材料的力學性能。3.2納米功能陶瓷材料的應(yīng)用納米功能陶瓷材料的應(yīng)用涉及到了生物領(lǐng)域、壓電方面、信息領(lǐng)域、抗菌（殺菌）方面、軍事領(lǐng)域和增韌方面等［27］。生物功能陶瓷是具有某些特殊生理行為的陶瓷，生物地降解性和生物地相容性是其重要的生物性能之一。目前，生物陶瓷應(yīng)用的一個令人激動的心領(lǐng)域就是關(guān)于癌癥的治療。一種化學上可溶、生物學上互溶并且無毒生物陶瓷材料硅酸鋁釔（YAS）將能產(chǎn)生卩輻射放射性同位素物質(zhì)溶解以治療癌癥。壓電陶瓷作為一種新型的功能材料，由于這類陶瓷晶體結(jié)構(gòu)上沒有對稱中心，因而具有壓電效應(yīng)。壓電陶瓷的應(yīng)用現(xiàn)已變的日益廣泛起來，如近年迅速發(fā)展的壓電驅(qū)動器、壓電式振動給料器、各類壓電變壓器、大功率超聲焊接技術(shù)、超聲CVD新工藝和核電站相配套的大功率超聲工程。在信息領(lǐng)域，電子陶瓷的應(yīng)用范圍包括基板、包裝、感測器、電容器、壓電蜂鳴器和熱敏電阻等。納米功能陶瓷的使用使產(chǎn)品質(zhì)量提高、成本降低。如納米Y2O3和ZrO2在較低溫度燒結(jié)的陶瓷，具有很高的韌性和強度，被用于軸承和刀具等耐磨器件?？咕⒕┨沾墒强咕鷦⒖咕夹g(shù)與陶瓷材料結(jié)合的產(chǎn)物，有消毒殺菌及化學降解的功能，從而能夠廣泛用于衛(wèi)生、醫(yī)療、家庭裝飾和工業(yè)建筑等領(lǐng)域。納米材料的結(jié)構(gòu)特點使抗菌粉體的抗菌效果將更強，抗菌率可達99.9%，且實驗證明納米磷酸鋯載銀抗菌粉體載陶瓷釉中具有緩釋性，使得載銀抗菌瓷具有抗菌持久性，結(jié)果表明其抗菌時間可維持20年以上。納米功能陶瓷在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用也日益重要。防彈陶瓷由于其具有質(zhì)量輕和優(yōu)異的性價比等特點，逐漸在眾多領(lǐng)域取代了金屬裝甲。目前，國外復(fù)合裝甲已經(jīng)采用高性能的高彈材料[28]。陶瓷材料除具有吸波功能，能滿足隱身要求，已被廣泛用作吸收劑。目前研究較多的納米碳化硅陶瓷吸波材料，不僅吸波性能好、能減弱發(fā)動機紅外信號，而且具有密度小、強度高、韌性好、電阻率大等特點，是國內(nèi)外發(fā)展很快的吸收劑之一[29-31]。面臨的問題雖然納米技術(shù)的前景非常廣闊，但是目前還沒有真正意義上的納米陶瓷材料。當物質(zhì)顆粒細小到納米數(shù)量級后,材料會產(chǎn)生物理性質(zhì)、化學及生物效應(yīng)的變化對于納米陶瓷材料也是如此。可以想象當制備陶瓷材料的粉體達到納米數(shù)量級，那么我們制備得到的陶瓷材料將具有什么樣的功能，而與此同時納米技術(shù)也給我們提出了一系列的問題需要我們?nèi)ソ鉀Q:納米粉體在制造過程中的最大困難是如何解決團聚問題;在成型工藝中，易出現(xiàn)素坯開裂等不同于常規(guī)微粉制備的現(xiàn)象;燒結(jié)時如何加速納米陶瓷的燒結(jié)速率、減低燒結(jié)溫度、縮短燒結(jié)時間；如何表征納米粉體,如何確認它是高純的，符合化學計量的,球狀和無團聚的納米粉體。5結(jié)語要解決納米陶瓷所面臨的問題，應(yīng)注意以下幾方面。在制備過程中應(yīng)采取合適的措施與較好的方法,如:選擇合適的沉積條件,沉淀前或干燥過程中進行特殊處理、選擇最佳焙燒條件以抑制團聚;在團聚形成后采用沉積或沉降、研磨處理、超聲波處理、加入分散劑及采用高的生成壓力來消除團聚;采用連續(xù)加壓的方法避免壓制和燒結(jié)過程中的開裂、密度低等問題為控制燒結(jié)過程中晶粒過分長大，必須采用一些特殊的燒結(jié)方式。通過大量的實驗，加強對納米陶瓷燒結(jié)理論體系的研究，解決納米粉體的團聚、素坯的開裂以及燒結(jié)過程中的晶粒長大等,以提高納米陶瓷質(zhì)量陽,使納米陶瓷材料得到更廣泛的應(yīng)用。參考文獻BirringerR,HerrU,GleiterH.Trans.Jpn.Inst.Matal.Suppl.,1986,27:43-47.ChanRW.Nature,198&332:112-113.⑶WUXJ,SuF.Mater.Res.Symp.Proc.,1993,286:149-154.[4]林冠發(fā).納米陶瓷材料及其制備與應(yīng)用[J]?陶瓷,2002,5:18-21.田明原，施爾畏，仲維卓.納米陶瓷與納米陶瓷粉末[J].無機材料學報,199&13(2):129-131.SiegelR,RamasamyS,HahnH.J.Mater.Res.,1988,3:1367-1372.Matteazzip,BassetD,MianiF.NanostrudturedMater:als,1993,2:217-229.劉銀，王靜，張明旭,秦曉英.機械球磨法制備納米材料的研究進展[J].材料導(dǎo)報,2003,7(17)：20-29.GleiterH.Nanocrystallinematerials[J].ProgressinMaterialsScience,1989,33:223-315.王廣厚，韓民.納米微晶材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)[J].物理學進展,1990,10:248-89.WestJK,HenchLL.Thesol-gelprocess[J].ChemRev,1990,90:33-72.JayanthiGVZhangSC,MessingGL.JAerosolSciTechnol,1993,19(4):478-490.ImaiH,TakamiK.JMaterSci,1985,20:1823-1827.KodasTT,DatyeA,LeeVetal.JApplPhys,1989,67:2149-2151.ChoyKL.SurfaceEngineering,2000,16:465-468.仲維卓，華素坤.納米材料及其水熱法制備[J].上?；ぃ?995，11：25-26.Park