纳米相玻璃陶瓷
J. Am. Ceram. Soc. 82[1]5-16,1999
纳米相玻璃陶瓷
George H.beall and Linda R. Pinckney
Corning Incorporated, Corning, New York
在将来，玻璃陶瓷主要利用它的内部性能，特别是对信息的传输，显示，存储等专业性能来进行应用的。玻璃陶瓷的显微结构是由许多均匀分布的尺寸小于100纳米的晶体所组成，它可以进行许多可行的新型的应用，也可使许多现有的产品具有特殊的性能。这篇文章主要讨论两种类型的纳米晶玻璃陶瓷：透明的微晶玻璃和可用于精密工程表面的硬的高模量的微晶玻璃。透明的微晶玻璃是从铝酸盐玻璃中形成的，这种玻璃能够有效的进行结晶形核，并缓慢长大。其中主要的晶体相包括具有低热膨胀行为的?相石英固溶体，高硬度及弹性模量的尖晶石和具有独特的荧旋光性的莫来石。
I.绪论
玻璃陶瓷技术是以玻璃的可控形核与结晶为基础的。虽然玻璃陶瓷物体可以通过玻璃整体的内部形核或者经由玻璃原料烧结和结晶来制取，但是由内部形核而可能所具有的显微结构的类型范围要宽广的多。一些玻璃成分可以自发形核，但是通常来说，原料中都需要加入某种特定的形核剂来促使分离和内部形核。这些形核剂均匀的溶入玻璃当中，在二次加热中以精确的比例来使得相分离。这种分散相在结构上的特征就是与母体玻璃不相容，因而在高于玻璃退火点30—100℃的温度下加热时，细小的晶核就可以沉淀出来。这些晶粒可以作为初始晶体相再次形核时的形核点。此外，晶化过程可以在分离相自身内部进行，也可以从分离体的表面开始。
形核之后，可进行多次的高温热处理来促使初始相的晶化并形成所需要的微观结构.此时晶核将继续长大，直到碰触到相邻晶粒为止，从而形成一个大的结晶体，并有少量的剩余玻璃，这些剩余玻璃也可能作为结晶成分而被消耗掉。某些玻璃陶瓷的微观结构可专门设计成这样，即在有连续剩余相玻璃存在的基体中均匀分布着不相互接触的小晶体。
玻璃陶瓷相对于传统的粉末制备陶瓷来说具有许多优点。除了在玻璃态便于成型外，玻璃陶瓷还具有均匀的显微结构，而且对于同质的初始玻璃，其性能可再现。此外，玻璃陶瓷的物理性能可在一个很大的范围内变化。例如热膨胀系数（CETs），可从－75×10（－7）/℃到＋200×10（－7）/℃。而玻璃或陶瓷都很难有这么大的变化范围。许多玻璃陶瓷主要都因其热膨胀几乎为零而具有商业价值。而若将其高的机械强度与零孔隙度结合起来，则从建筑材料到餐具到骨头移植等，均可使玻璃陶瓷得到广泛应用。在玻璃陶瓷可形成的众多微观结构中，那些晶体尺寸小于100nm且均匀分布的微晶结构可使现有的产品具有某些特殊的性能，同时还可开发许多可行的新的应用。这种显微结构在学术上即被称为“纳米晶”。
这篇文章主要着重于两种类型的纳米晶玻璃：透明微晶玻璃和具有可精密加工表面的硬的高模量的微晶玻璃。前者拥有大量的消费者及技术方面的应用。而后者则主要用于磁存储盘底层和要求具有光洁表面，耐化学腐蚀的高温环境下。
II.透明微晶玻璃
透明微晶玻璃通常具有两种特性：；一是具有纳米晶，二是比透明玻璃的热稳定性要好，一般都高于常用温度800℃。多数商用透明微晶玻璃都是利用其比较好的热学性能，特别是极低的热膨胀和高的热稳定性，热震抗性。以填充锂?相石英晶体为基础的零或近零膨胀材料可用于高精密光学仪器，比如望远镜镜片，炉顶盖，烹饪用具，煤气炉口，炉门和其他技术设备。
另一种透明微晶玻璃的热膨胀特性与硅非常相近。这种材料通常都是以分布着尖晶石和
莫来石的非碱性硅酸盐玻璃为基础来制取的，可用于平面仪表显示等领域。第三组透明微晶玻璃在发光特性上与普通玻璃有很大的区别，可用于光学放大器，太阳能收集器和激光应用中的上变频器装置等方面。
（1）透明要求
好的透明性要求材料具有低的光散射和低的离子或原子吸收率。低散射性一般比较难以得到，可以通过满足两个标准中的任一个来获得。第一个标准要求所有的晶体相和剩余玻璃具有非常相近的光折射率，且晶体须具有低的双折射性。满足第一个标准的微晶玻璃可以填充镁，锌且含有?相石英的SiO2-AL2O3-MgO-ZnO-ZrO2为例。除了晶体尺寸达到10微米以外，光学性能基本上各向同性的?相石英晶体还可使微晶玻璃具有高的透明度。
满足低散射率的第二个标准就是晶体尺寸比光的波长要小得多。在这种情况下，有两种散射方式。第一种是指散射范围非常广的自由散射，而且遵从Rayleigh-Gans公式。在这个个公式中，σp表示散射的总混乱度或衰减率。
σp≈2/3*NVk4a3(nΔn)2
其中，N表示粒子数量密度，V表示粒子体积，a表示粒子半径，k=2π /λ(λ表示波长)，n为晶体折射率，Δn为晶体与母体折射率之差。为满足实际应用，粒子半径应小于15nm，且玻璃与晶体折射率之差应小于0.1,从而达到所需透明度。虽然这是一个相当苛刻的条件，但还是可以使其得到满足。
另一种散射方式要求小颗粒间相距很小。在这种方式下，微粒间的距离必须不小于微粒半径，且至少应达到半径的六倍。在这种条件下，通过Andreev公式和Hopper公式而得到的类似的统一模型，可以来描述单个微粒间的阻碍作用，并可得到一个好的修正结果。Hopper 关于混乱度的公式为
σc＝[(2/3*(10)-3)k4θ3](nΔn)2
θ为中间相宽度（a+W/2）,W为微粒间距。在这个条件下，当折射率相差较大，达到Δn=0.3时，微粒尺寸小于30nm便可使透明度得到提高。
此外，形核速率必须接近得到微小晶体的最佳值。图1是根据Tamann公式所得到的著名图表，它表明了温度对均匀成核与晶体长大速率的影响。最适宜的形核温度应位于晶体长大的最佳速率处。在低温时，形核与长大速率均受物质粘度限制，在近熔点时，则因无热力学驱动力而受到阻碍。虽然异相成核要复杂一些，但普遍的规率都是最佳成核温度要远低于晶体长大温度，且高于玻璃态转化温度（Tg）50℃到100℃。利用成核与长大温度间的差值要小于由最大峰所得的值，可使晶体长大速率小到足以将粒度减少到最小。
（2）以亚稳态β相石英固溶体为原料的透明微晶玻璃
具有近零热膨胀系数（CTE）的微晶玻璃可由填充β相石英（高温型石英）作为主要结晶相析出而得到。理想的β－石英结构是由连续的螺旋状SiO2四面体构成的。在两个螺旋之间可产生畸变的四面体孔隙，且能够容纳离子半径为0.06-0.08nm的微小阳离子。称之为“填充”，主要是由于固溶体中，AL3＋取代了Si4＋在石英四面体中的位置，而电荷平衡则通过四面体间隙中的离子来维持。填充Li＋而得到的β－石英最终衍生产物为理想配比的β-锂霞石，即LiAlSiO4.在LiAlSiO4中，几乎一半的硅都被铝和锂给取代了，它们更适宜占据SiO4四面体中平行于（001）面上的四面体间隙，这个面是SiO4和AlO4相互交错的平面。在一些这种β－石英结构中，二价的镁和锌离子可以部分或者全部的取代锂。在这种情况下，Mg2+和Zn2+更适合占据上述的两个四面体间的八面体间隙。在某种较低的程度上，这些间隙也可以容纳少量的Fe2+,Mn2+和Co2+。
典型的商用微晶玻璃成分可能是由~60 mol%SiO2 和~40 mol% eucryptite组成，其中MgO和锌可取代部分的LiO2。这种固溶体经研究Li2-2(x+y)Mg x Zn y O?Al2O3?z SiO2来描述。其中，χ+у≤1, z > 2。此外，磷酸盐β相石英
固溶体可用AlPO4部分的取代SiO2来形成。商用的Schott Zerodurt就是由磷酸盐β相石英所形成的一个例子。虽然所有的β相石英固溶体都被认为是处于亚稳态，但除了接近β相锂霞石成分外，许多混合物甚至当加热到1200℃保温100小时后，都还保留有β相石英结构。表1给出了典型的β相石英微晶玻璃成分。
含有填充β相石英晶体的典型特征就是随着温度的升高，它们具有低的或者负的体积膨胀。它们的CTE一般都随β相石英结构中Li+ 和Zn2+含量的增加减小，随Mg2+的增加而增大。通过调整β相石英晶体和剩余正膨胀性玻璃的成分与含量，将有可能在很大的温度范围内得到具有零膨胀系数这个重要性质的材料。图2显示了由SiO2-LiAlO2玻璃得到的各种β相石英固溶体的CET测量值。大部分固溶体中SiO2所占比重为50%到80%,它们都有一个稳定的热膨胀系数,为-5×10(-7)/℃.SiO2含量超过80％时，锂显然不足以显示出β相石英结构，因此，它就转化成可以替换的α相石英形态。α相石英具有高的热膨胀系数，据观察可达到200×10(-7)/℃。另一方面，SiO2含量低于50％时，对于理想配比的β相锂霞石来说，由于沿a和c轴的膨胀差别很大，且应变是从晶体分界面开始的，故普遍都有微裂纹出现。这时，微裂纹会使热膨胀偏向于c轴，从而将得到体积具有负膨胀性的微晶玻璃。然而，以α相石英和β相锂霞石为原料制取的微晶玻璃，通常都太粗糙，具有明显的木纹，而达不到透明的要求。
TiO2和ZrO2通常都是填充β相石英晶体的有效形核剂。而且有研究显示，具有一定配比的TiO2和ZrO2，特别是TiO2含量为2/3时，晶化可以在较低的温度下进行，而且这样还具有较高的粘性。TiO2和ZrO2的混合物还为非常小的晶粒尺寸提供了适宜的形核数量。因为锆钛酸盐对于填充β相石英的玻璃是非常好的成核晶体，故有可能认为50％的TiO2和50%的ZrO2成核比含有2/3TiO2和1/3ZrO2的更有效。然而据认为，TiO2在β相石英结构中含量达到一定程度时，可以取代SiO2。故对一定化学配比的锆钛酸盐，超出规定含量的多余TiO2是必需的。在商用填充β相石英微晶玻璃中，形核率如表3所示。在这儿，晶体的数量密度是根据形核温度来划分的，由图明显可看出最大形核率在765℃附近。实际上，形核一分钟时，晶体的数量密度已经接近100/mm(3)。形核10分钟时，每立方毫米就有几千个晶体了。
图4显示了Zerodurt微晶玻璃在透射电子显微镜下的显微照片。其中，β相石英晶体尺寸小于0.1微米，而且在其中心，可观察到石头状的锆钛酸盐小晶核。大量的钛酸盐沿着晶粒边缘析出。
具有低CET值的β相石英微晶玻璃目前在商业上主要用于电炉上光洁，可辐射的炉灶面。这时，微晶玻璃中都将掺入0.1% V2O5的杂质，使得表面看上去通常都是黑色。然而，钒在红光中和近红外线处可以被透射，在这个光波范围内，钨卤灯和其他阻力大的电阻丝将会辐射出能量。图五显示了卧式炉的炉灶面对钨卤灯所发出的辐射光线进行反射或折射的现象。虽然玻璃陶瓷能够吸收大量的可见光线，但在红光或近红外线处可非常有效的传播光线。透明的填充β相石英微晶玻璃在消费方面的其他应用包括透明炊具，如VISIONS,煤气炉口，炉门等。
在对热体积稳定性要求严格的应用中，具有极低热膨胀系数的微晶玻璃显得特别有价值。对精密尺寸的控制在有些技术设备中显得尤为重要，像在望远镜镜片，光学折射及激光回旋器中等等.通常所知道的低膨胀光学材料是由Schott所制取的Zerodurt。它的成分是专门针对亚稳态β相石英相的高温稳定性及在这个温度范围内的连续热膨胀特性来设计的。环境温度在-50°到+50°C范围内变化时，每百万个只有少部分会发生长度变化。这个性能在一些应用中非常重要，如在望远镜镜片中，需要计算大量的体积来确保超过整个体积的连续热膨胀。微晶玻璃也很容易被抛光而达到反射镜片所应满足的光学要求。Zerodurt也可作为制取激光回旋器的基体，这种回旋器通常都已经取代了飞机中的机械回旋器。它们的作用机
理是干扰顺时针和逆时针激光束。作为结果的拍打频率经仔细监控后而得出，从而保证了很好的准确性。最近，一个巨大的回旋器在边长为1.2m的正方形Zerodurt板上被浇注后，安装在New Zealand的地下以记录地球自转所引起的波动。
（3）透明Mullite微晶玻璃
Mullite并不符合化学计算的组成，它的成分通常是介于3Al2O3?2SiO2 和2Al2O3?SiO2 之间。它的晶体结构以硅线石结构为基础，同时还伴有AlO6八面体和（Si，Al）O4四面体交联的螺旋结构。然而硅线石中硅和铝离子顺序排在四面体位置上，莫来石中Al3+要多于Si4＋，电荷平衡则靠氧空位来维持。换言之，莫来石中存在着硅线石这种缺陷结构，主要是由2Si4+ +O2 =2Al3+ + △所引起的, 其中含有2－6％的氧空位。这种替换产生了一个三键的桥氧位置：氧离子分别与三个铝离子成键。这些氧离子产生了＋4/e的稳定的局部净电荷。
Si4＋固溶体中除了AL3＋外，往往还有B＋进入其中的四面体位置。实际上，化合物
9Al2O32B2O3具有莫来石的结构。硼酸盐最终产物的六个阳离子化学式为Al4.91B1.09O9，其中充满了10％的氧空位。这种大量的空位在亚稳态合成铝γ-Al2O3和Al6O9中也存在。
我们也可以假定在亚稳态的固溶体中存在ZnO或MgO。在这种固溶体中M2四面体结构的铝可被锌或镁离子部分或者全部取代，在3:2的莫来石中有两种取代方式：
Zn2+(M2) + Si4+(M1) → Al3+(M2) + Al3+(M1)
或
2Zn2+(M2) + h(O3) → 2Al3+(M2) + O2-(O3)
在第一种取代方式中，每一最小单元锌含量达最大时，其化学式为Al3.5Zn0.5Si2.0O9.75 (分子式为7Al2O3?2ZnO?8SiO2)，而后者锌含量达最大时化学式为Al4.0Zn0.5Si1.5O9.5 (分子式为4Al2O3?ZnO?3SiO2)。这两种锌的取代方式是很有益的，因为三键桥氧上的多余电荷将会因此而消失。
透明的莫来石微晶玻璃可从简单的二元玻璃系Al2O3–SiO2中来制取。我们已经知
道>10mol%Al2O3的二元系玻璃Al2O3–SiO2在冷却到两个无定形相时可自发的产生相分离。同时，莫来石将在富Al2O3区自发晶化。一些添加成分如B2O3, MgO, ZnO, BaO和碱等可改善其它难熔玻璃的熔融性，同时也可抑制它们自发的产生相分离，得到稳定的玻璃，使其在连续相硅玻璃中再加热到产生富Al2O3小滴时，可控制的使其相分离。而在这些小液滴中可控制微小的莫来石球粒晶化得到透明的微晶玻璃。
几种典型的莫来石微晶玻璃的成分如表II所示。分别以纯净莫来石，掺硼莫来石，掺亚稳态锌莫来石，及亚稳态镁莫来石为原料的微晶玻璃依次为M1,M2,M3,M5,对它们的X射线衍射分析(XRD)结果如图6所示。图中应注意主要峰处强度的改变，特别是0.54nm(2θ=16o)峰值处。
透明的玻璃陶瓷，包括有分别以莫来石，尖晶石，及β石英/尖晶石/镁－透锂长石混合物等为原料来制取的微晶玻璃，经研究可将它们作为发光的过渡金属离子的母体，特别是对Cr3+而言。通常认为Cr3+是非常重要的发光离子，由于在配合体环境内，Cr3+在可见光范围内甚至可大量吸收红外线附近的荧光，故很可能会用于可调激光和日光集中器。玻璃在Cr3+吸收范围和荧光之间存在很大的波长范围，但是他们的量子功率通常都很低，<15%，（量子功率等于Cr3+放出的光子数除以它所吸收的光子数。）虽然某些晶体相，如铝磷酸盐(AlPO4)和紫翠玉(BeAl2O4)，也具有相似的偏移值，其功率约为90％，可通常却不能用于大规模制造成集成片，以满足日光收集器的需要。微晶玻璃可将晶体和玻璃的优点结合起来。大量利用吸收和稳定性来进行的研究表明，相对于微晶玻璃中其它离子而言，Cr3+具有特别的光量子功率。
在这些原料中，最有可能将好的透明度，在大范围内对可见光的吸收，对红外线范围内的大量散射及高的量子功率等各种性能很好结合起来的是以掺Cr莫来石为原料的微晶玻
璃。之所以能这样，部分是由于莫来石的晶体结构为Cr3＋提供了一个比较合适的晶体环境，使得Cr3＋可在八面体位置处取代Al3＋。而在β石英相微晶玻璃中则没有合适的八面体位置；例如，晶体中的Cr3＋和玻璃显示了相似的功率。此外，莫来石是自发形核的，故不需要添加形核剂。而作为形核剂的TiO2是非常有害的，因为几乎总是伴随着Ti4＋出现的少量Ti3＋可产生额外的吸收，从而使得量子功率比较低。另外，莫来石微晶玻璃也比较适合薄片生产。
表III给出了某种有可能发展成为发光日光集中器的莫来石微晶玻璃的成分和光学性能。这种产品里面包括一张掺Cr微晶玻璃平片，这块平片可吸收可见光，并在红外线附近发光。平片的两边缘处将安装硅光电池。红外射线被导入并经过多次内反射后而集中入射到硅光电池内，从而可与适量掺杂的硅有效的结合起来产生电能。这将要求材料在高量子功率时具有低的散射系数。同时也应在吸收光波段与发光段之间具有小的或没有交叠，发光段则需有
图7显示了具有微小相分离的莫来石原始玻璃（成为为表II中的M3），和一些经过最大限度温度800°–875°C热处理材料的TEM显微照片。其中，尺寸约为30 × 10 nm的杆状莫来石晶体热处理温度最低。虽然原始玻璃是绿的，可晶化后呈现暗灰色，在红光中和近红外线处发光并可见到一道粉红色彩。图8显示了M4原始玻璃与晶化后的微晶玻璃在吸收方面的差别。图中可看出在近红外线处的主要区域700°－900 nm内，微晶玻璃相对具有比较好的透明度。图8也还给出了玻璃和微晶玻璃的发光曲线（玻璃的曲线放大了6倍）。微晶玻璃的发光波段范围为680－>1000 nm。虽然玻璃在红外线处也能发光，可微晶玻璃要有效得多，而且它的吸收和发射光波范围只有很少的交叠。
掺有0.1% Cr2O3的玻璃经热处理后其散射系数和量子效率如表III所示。经800℃热处理后材料的散射系数接近0.04cm-1。虽然这个值很好，不过考虑到实际因素的影响，它的数量级还是太高了。因为对每次散射来说，没有经过内部反射而遗出的射线锥会大大的减小集中器的效率。这种微晶玻璃的量子效率约为30％,比任何一种玻璃都要好，但从另一个因素来考虑，它要低于满足实际形状所要求的值。也许尽量减少玻璃中氧化铁的含量可以使其得到大大的改善，比如用比较纯的成分。二价铁在近红外线处吸收能力很差。
透明尖晶石微晶玻璃
尖晶石具有立方晶体结构，它的化学通式为AB2O4。其中，A代表一种同类的二价金属。像锌，镁，铁或锰等。B通常为同类的三价金属，像铝，铁，Cr等。在SiO2–Al2O3–ZnO–MgO 系中，以ZrO2或TiO2为形核剂，则成分从锌类晶石(ZnAl2O4)到尖晶石(ZnAl2O4)变化的尖晶矿都可以从玻璃态晶化成透明微晶玻璃。这类微晶玻璃中的尖晶石晶体尺寸为10－50nm 之间，可得到很高的透明度。表IV列出了一些透明尖晶石微晶玻璃的成分。
图9显示了以ZrO2为形核剂的一种典型尖晶石微晶玻璃的显微结构（成分为表IV中的S1）。主要相是由尖晶石固溶物的晶体组成，四角形的ZrO2分散在连续剩余玻璃相中。以尖晶石固溶体为原料的透明微晶玻璃有30－40％的体积为晶体。由于尖晶石相对具有比较高的热膨胀系数(MgAl2O4晶体的CTE值为75 × 10-7/°C)。这类微晶玻璃的体积CET值通常是从30 ×10-7/°C到50 × 10-7/°C。
相对于ZrO2，形核剂为TiO2或TiO2和ZrO2的混合物时，可以允许母相玻璃具有较低的熔点。对于含有一定量的MgO的玻璃来说，TiO2比ZrO2更易使尖晶石成核。虽然在传统观念中ZrO2一般是作为形核剂用，可随着为尖晶石提供形核位置的四角形ZrO2晶体的沉淀，在以TiO2形核的尖晶石微晶玻璃中并没有观察到钛酸盐晶体相。相反，形核总是先于相分离发生，相分离都是高度统一且以很小规模的在富SiO2和富TiO2/Al2O3区间发生。接着尖晶石就结晶且在随后的球形区内长大。TiO2也可作为尖晶石结构中的一个独立成分，可通过电荷平衡来替换使得Ti4＋进入八面体位置处，例如Ti4+ + (Zn,Mg)2+可替换八面体位置出
的2Al3+。
尖晶石微晶玻璃通常具有优良的热稳定性。微晶玻璃相对于它们的母相玻璃要具有较高的应力屈服温度。因为在晶化过程中，玻璃板中的许多熔融液流都进入了晶体相中，使得剩余玻璃只有少量的液流存在，从而就变得比母相玻璃“硬”。尖晶石微晶玻璃可专门设计成使所有的液流都进入晶体中，从而得到一个高强度，高硅连续玻璃相。例如，成分为S1 例如，对于每摩尔Al2O3，取一种尖晶石，其化学式为（Zn，Mg）Al2O3，或者取1molZnO＋MgO，则在剩余玻璃中只留有少量的Al2O3。（这种简化的计算忽略了尖晶石相中钛的影响。）在ZnO＋MgO的情况下，所有的熔融液流都被认为进入了晶体相，使得剩余玻璃相中只留有很少量的非桥氧原子。这种连续的硅土玻璃可以确保在高温下使用——通常>900℃——这类微晶玻璃，同样也具有优良的耐化学性能。
这些微晶玻璃的热膨胀特性与元素硅非常相近。图10显示了硅和微晶玻璃S6（表IV）从0°到1000°C的膨胀曲线。这类微晶玻璃将有可能用于要求透明性，高的使用温度，热膨胀性和硅相近的地方，如平板显示，特定光电层等。
根据尖晶石和莫来石的结构相似性（具有很好的八面体和四面体位置），我们可以期望在过渡元素上得到相似的晶体化学性能。我们大致研究了一下尖晶石中过渡元素晶体间的关系。大多数常见过渡元素包括Cr3+, Ni2+, V3+和Cu2+。它们具有很高的八面体位置优先权，且剧烈分离了尖晶石的八面体位置。尖晶石微晶玻璃的这种分离在材料晶化时很容易看到。掺Cr3＋的尖晶石材料在原始玻璃时为翡翠绿，晶化后则成为粉红色，又如，掺Ni2＋的材料开始为褐色，不过在晶化前后则变为蓝色。然而在发光日光集中器应用上，透明尖晶石微晶玻璃的优点要少于莫来石微晶玻璃。不同于莫来石，尖晶石在形核时需要形核剂。而且，掺Cr3＋的尖晶石微晶玻璃吸收范围不像莫来石微晶玻璃那样广，能够覆盖整个太阳辐射范围（可比较掺Cr3＋尖晶石的粉红色与掺Cr3＋莫来石的灰色）。在研究成分和过程时是有可能克服这些困难的。
最近经评估利用透明的掺Cr3＋锌类晶石微晶玻璃较好的吸收性，有可能会将其用作激光媒质。虽然这种材料具有非常合适的结构和从685到750nm的广阔吸收段，而它作为有效激光媒质的可能应用还是没有得到解决。
（5）透明氟氧化微晶玻璃
对于光学性能活泼的稀土阳离子来说，氟化物晶体和玻璃是非常理想的母体。因为它们具有低的声子能，且在光谱的红外线处具有很大的透明度，可用于无线电通讯中的光信号放大器。氟化物玻璃相对于氧化物玻璃具有比较差的化学和机械稳定性，故难于制取与加工。最近，由氟化物晶体分散在连续硅酸盐玻璃中所制得的氟氧化微晶玻璃，将掺稀土元素的氟化物晶体的光学性能和常用氧化物玻璃的易制取，可加工性很好的结合了起来。表V给出了这类氟氧化物材料的成分与性能。Wang和Ohwaki25发现掺有铒和镱的铬铅氟化物晶体可以从铝矽酸盐玻璃中析出来，从而得到透明氟氧化微晶玻璃。他们能够利用镱和铒之间的能量共振迁移来使得蓝绿光中产生上变频与荧光。伴随着0.97的激励波长，微晶玻璃中的散射强度是母相氟氧化玻璃的100倍，是氧化铝玻璃的2－10倍，显示了其优秀的变频交换功率。这类氟氧化微晶玻璃有可能会用于蓝绿光激光装置。
Tick et al 后来又发现以掺镨纳米镉晶为基础的含游离态镱的氟氧化物微晶玻璃可以让含有钇和锌的氟化物流进。它们主要是使材料在1.33mm处具有较好的发光性，以用作无线电通讯中的放大器。XRD和TEM所显示的信息说明这种微晶玻璃占总体积的5－30％，晶体尺寸为9－18nm。荧光测量表明具有活泼光学性能的稀土阳离子进入氟化物晶体时的剧烈分离性，它们这种行为是由它们所在的氟化物低声子能环境所决定的。然而它们的荧光性仅比氟搞酸盐玻璃ZBLAN好一点，很可能是由于它们聚合而造成的。最近，Dejneka又描述了透明氟氧化物微晶玻璃中的另一种类型，它是建立在铝矽酸盐中15nmLaF3晶体基础上的。这
种玻璃在保持氧化物玻璃易处理优点的同时，还为活泼稀土离子提供了合适的氟氧化物环境。LaF3是稀土阳离子的一种很理想的母体，因为它有含所有RE离子的固溶体。Eu3＋发射光谱表明了活泼稀土离子并未通过聚合来分离低声子能LaF3晶体。荧光和寿命测定说明了这种材料在Er3＋放大器和Pr3＋放大器方面要优于ZBLAN。前者是由于它们有比较广的宽度，在1530nm发射波段处有得到增大的平面；后者则是因为它们具有高的量子功率。
纳米相玻璃陶瓷
J. Am. Ceram. Soc. 82[1]5-16,1999 纳米相玻璃陶瓷 George H.beall and Linda R. Pinckney Corning Incorporated, Corning, New York 在将来，玻璃陶瓷主要利用它的内部性能，特别是对信息的传输，显示，存储等专业性能来进行应用的。玻璃陶瓷的显微结构是由许多均匀分布的尺寸小于100纳米的晶体所组成，它可以进行许多可行的新型的应用，也可使许多现有的产品具有特殊的性能。这篇文章主要讨论两种类型的纳米晶玻璃陶瓷：透明的微晶玻璃和可用于精密工程表面的硬的高模量的微晶玻璃。透明的微晶玻璃是从铝酸盐玻璃中形成的，这种玻璃能够有效的进行结晶形核，并缓慢长大。其中主要的晶体相包括具有低热膨胀行为的?相石英固溶体，高硬度及弹性模量的尖晶石和具有独特的荧旋光性的莫来石。 I.绪论 玻璃陶瓷技术是以玻璃的可控形核与结晶为基础的。虽然玻璃陶瓷物体可以通过玻璃整体的内部形核或者经由玻璃原料烧结和结晶来制取，但是由内部形核而可能所具有的显微结构的类型范围要宽广的多。一些玻璃成分可以自发形核，但是通常来说，原料中都需要加入某种特定的形核剂来促使分离和内部形核。这些形核剂均匀的溶入玻璃当中，在二次加热中以精确的比例来使得相分离。这种分散相在结构上的特征就是与母体玻璃不相容，因而在高于玻璃退火点30—100℃的温度下加热时，细小的晶核就可以沉淀出来。这些晶粒可以作为初始晶体相再次形核时的形核点。此外，晶化过程可以在分离相自身内部进行，也可以从分离体的表面开始。 形核之后，可进行多次的高温热处理来促使初始相的晶化并形成所需要的微观结构.此时晶核将继续长大，直到碰触到相邻晶粒为止，从而形成一个大的结晶体，并有少量的剩余玻璃，这些剩余玻璃也可能作为结晶成分而被消耗掉。某些玻璃陶瓷的微观结构可专门设计成这样，即在有连续剩余相玻璃存在的基体中均匀分布着不相互接触的小晶体。 玻璃陶瓷相对于传统的粉末制备陶瓷来说具有许多优点。除了在玻璃态便于成型外，玻璃陶瓷还具有均匀的显微结构，而且对于同质的初始玻璃，其性能可再现。此外，玻璃陶瓷的物理性能可在一个很大的范围内变化。例如热膨胀系数（CETs），可从－75×10（－7）/℃到＋200×10（－7）/℃。而玻璃或陶瓷都很难有这么大的变化范围。许多玻璃陶瓷主要都因其热膨胀几乎为零而具有商业价值。而若将其高的机械强度与零孔隙度结合起来，则从建筑材料到餐具到骨头移植等，均可使玻璃陶瓷得到广泛应用。在玻璃陶瓷可形成的众多微观结构中，那些晶体尺寸小于100nm且均匀分布的微晶结构可使现有的产品具有某些特殊的性能，同时还可开发许多可行的新的应用。这种显微结构在学术上即被称为“纳米晶”。 这篇文章主要着重于两种类型的纳米晶玻璃：透明微晶玻璃和具有可精密加工表面的硬的高模量的微晶玻璃。前者拥有大量的消费者及技术方面的应用。而后者则主要用于磁存储盘底层和要求具有光洁表面，耐化学腐蚀的高温环境下。 II.透明微晶玻璃 透明微晶玻璃通常具有两种特性：；一是具有纳米晶，二是比透明玻璃的热稳定性要好，一般都高于常用温度800℃。多数商用透明微晶玻璃都是利用其比较好的热学性能，特别是极低的热膨胀和高的热稳定性，热震抗性。以填充锂?相石英晶体为基础的零或近零膨胀材料可用于高精密光学仪器，比如望远镜镜片，炉顶盖，烹饪用具，煤气炉口，炉门和其他技术设备。 另一种透明微晶玻璃的热膨胀特性与硅非常相近。这种材料通常都是以分布着尖晶石和
纳米材料及技术在玻璃中的应用
纳米玻璃是指在透明玻璃连续相中周期排列着纳米尺寸的第2 相(微粒子、分相、结晶或气孔) 的玻璃材料。玻璃的特点是透明性、热或光化学稳定性好，并具有无定形结构，能容纳不同晶格常数的纳米尺度量子点而产生较少界面缺陷，是比较理想的基体材料。纳米功能颗粒与玻璃相之间通过相的复合，可以获得具有一系列特殊功能的功能材料。 1. 纳米玻璃的制备 1.1 熔融热处理法 熔融热处理法，也称共熔法，是将基础玻璃料与掺杂物混合(一般同时引入还原剂，如：Sb2O3 ,SnO2等)，干燥后高温熔融，再冷却成形，用两步退火法制CdSe x S1 - x半导体纳米微晶玻璃或先熔制基础玻璃后再粉碎,与掺杂物混合,高温熔融后淬火,最后进行热处理。通过调节热处理的温度和时间来控制析出纳米颗粒的尺寸及分布。 利用熔融热处理工艺可制备在硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐玻璃系统中掺杂纳米金属Au，Ag，Cu或部分半导体如：Zn x Cd1 - x S，ZnS：Mn2+，CuCl或Sb2S3x Se3-x,Bi2S3，CuI 等的复合玻璃。此法工艺简单，成本低廉，可制备大尺寸和各种形状的玻璃材料，但需高温熔制，一般为1200～1500 ℃。熔融法制备时还必须注意热处理气氛。掺杂物的低溶解度和易挥发或氧化使得掺人质量分数(下同) 少(10 - 1 %～10 - 4 %)，且反应不易控制，易出现杂相。 1.2 溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法通常将半导体颗粒原料或金属盐直接引入溶胶，制成干胶后进行热处理析出纳米颗粒。微孔渗杂、表面包裹以及合理的热处理可以有效控制颗粒尺寸。该工艺合成温度低，并能用气氛保护，能制备具有特殊组成的玻璃，适用于制备薄膜材料的样品。样品成分完全可以按照其原始配方和化学计量比准确获得，并具有高的纯度和良好的均匀性。溶胶-凝胶法可制备掺Au，Cu，CuCl，CuBr复相玻璃，含纳米TiO2的高硅氧玻璃,以及PbS，CdSe，CdS，CdS，Mn 等纳米粒子掺杂玻璃。溶胶-凝胶法具有掺杂浓度高、粒径分布窄等优点。缺点是不易形成多组分玻璃,有时还会产生其它产物。 1.3 离子注入法 离子注入法是在玻璃表面进行离子注入，通过选择注入离子种类、剂量、能量、基质温度和后续热处理温度等参数来控制纳米颗粒在玻璃表面和近表面层析出。离子注入法多用于金属离子注入，如:Au+，Ag+，Cu+还有Cu -，Sn+，Pb+，Fe+等。离子注入法还可进行多种离子连续注入或混合离子束注入,如:Au/ Cu，Ag/ Cu，Ag/ In，In/ Cu，Ag/ Sb，Cd/ Ag 和Cu/ Ni 等，形成金属合金或核一壳体系混合团簇。另外，在注入金属离子之后再注入F+，N+，或用低流量MeV 重离子如：Br，Si，O离子注入，可以更好地控制团簇尺寸及其分布。离子注入是一个非热平衡过程，可以将任何一种元素在各种温度下注入到不同基础成分的玻璃中,能克服平衡态溶解度的限制，从而获得高的掺杂浓度。通过控制离子束的注入位置，可在结构上直接设计，非常适用于平面、空心波导和集成器件，但离子注入易引起玻璃分相、新相生成等物理化学过程从而产生杂相。离子注入法受温度影响较大，且额外的高辐射损伤会引起玻璃折射率的改变。此外，由于加速离子到基质的渗透不一致，会使玻璃表面或近表面层析出的纳米金属颗粒有宽的尺寸分布。 1.4 离子交换法 离子交换法主要是通过低共熔盐的不同离子如：Ag+，Cu+等替换玻璃基质表面层的1 价碱金属离子(Li+，K+，Cs+，Na+等)，再在还原气氛下退火使金属离子还原，通过热处理使金属原子聚集长大，纳米金属颗粒在玻璃与低共熔盐的界面及近表面层析出。此法成本低，可大规模生产，能使颗粒分布均匀，并可提高掺入量，达几个百分比，被广泛用于硅酸盐玻璃掺杂Ag和Cu，近年来更因适用于制作多模波导和可应用于集成光器件而颇受重视。离子交换法需在T g 附近长时间热处理，可引起额外应力，热处理时还需还原气氛。使用电子束辐射或高强准分子激光辐射，来处理离子交换后的玻璃，通过改变沉积时电子能量和激光脉冲能量来控制纳米金属颗粒的大小，可无需长时间热处理。 1.5 射频磁控共溅射法
纳米陶瓷技术
纳米陶瓷技术 摘要:纳米陶瓷粉体是介于固体与分子之间的具有纳米数量级尺寸的亚稳态中间物质。随着粉体的超细化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了块状材料所不具有的特殊的效应。纳米陶瓷的超细晶粒、高浓度晶界以及晶界原子邻近状况决定了它们具有明显区别于普通陶瓷的特异性能。本文对纳米陶瓷的这些主要的特异性能及其制备进行了阐述。 关键词：纳米陶瓷；性能；制备 陶瓷材料作为材料的三大支柱之一，在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。但是，由于传统陶瓷材料质地较脆，韧性、强度较差，因而使其应用受到了较大的限制。所以随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，希望以此来克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有像金属一样的柔韧性和可加工性。 一、纳米陶瓷 纳米陶瓷是80年代中期发展起来的先进材料。利用纳米技术开发的纳米陶瓷材料是指在陶瓷材料的显微结构中，晶粒、晶界以及它们之间的结合都处在纳米水平，使得材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高，克服了工程陶瓷的许多不足，并对材料的力学、电学、热学、磁学、光学等性能产生重要影响，为替代工程陶瓷的应用开拓了新领域。 二、纳米陶瓷材料的性能研究 2.1 力学性能 研究表明当陶瓷材料成为纳米材料后，材料的力学性能得到极大改善，主要表现在以下三个方面: 1)断裂强度大大提高；2)断裂韧性大大提高；3)耐高温性能大大提高。与此同时，材料的硬度、弹性模量、热膨胀系数都会发生改变。 不少纳米陶瓷材料的硬度和强度比普通陶瓷材料高出4～5倍。在陶瓷基体中引入纳米分散相并进行复合，不仅可大幅度提高其断裂强度和断裂韧性，明显改善其耐高温性能，而且也能提高材料的硬度、弹性模量和抗热震、抗高温蠕变的性能。 2.2 低温超塑性 陶瓷的超塑性是由扩散蠕变引起的晶格滑移所致，扩散蠕变率与扩散系数成正比，与晶粒尺寸的3次方成反比，普通陶瓷只有在很高的温度下才表现出明显的扩散蠕变。而纳米陶瓷的扩散系数提高了3个数量级，晶粒尺寸下降了3个数量级，因而其扩散蠕变率较高，在较低的温度下，因其较高的扩散蠕变速率而对外界应力做出迅速反应，造成晶界方向的平移，表现出超塑性，使其韧性大为提高。
Al2O3ZrO2MgAl2O4三元纳米复相陶瓷的微观组织和(精)
第28卷第5期 2008年10月 航空材料学报 J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LS V o l 28, N o 5 O ctober 2008 A l 2O 3-Zr O 2-M g A l 2O 4三元纳米复相陶瓷的微观组织和力学性能 陈国清 1, 2 , 谢杰1, 王旭东1, 董红刚1, 侯晓多 1 (1. 大连理工大学材料科学与工程学院, 辽宁大连116085; 2. 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室, 武汉 430074 摘要:采用溶胶-凝胶法制备A l 2O 3-ZrO 2-M gA l 2O 4纳米复合粉体。利用真空热压烧结技术制备了A l 2O 3-30m o%l Z r O 2-30m o%l M gA l 2O 4(AZ30S30 三元纳米复相陶瓷。微观组织研究表明:所得纳米复相陶瓷是一种典型的晶间/晶内 复合型纳米结构, 基体氧化铝和第二相均为等轴状, 氧化铝晶间散布着氧化锆和尖晶石第二相晶粒, 同时有大量的球形氧化锆小颗粒分散在基体氧化铝晶粒内。对不同晶粒尺度复相陶瓷的断裂韧性测试及纳米压痕实验表明:微米级复相陶瓷的最大硬度为22GP a , 而纳米复相陶瓷具有更好的力学性能, 其硬度随着晶粒尺寸的减小而增加, 最大可达35GP a 。微米级复相陶瓷的断裂韧性为8 9M Pa m 1/2, 而纳米复相陶瓷的断裂韧性为10 04M Pa m 1/2, 其增韧机理主要为Z r O 2相变复合增韧、内
晶型纳米颗粒韧化以及细晶韧化。关键词:纳米复相陶瓷; 微观组织; 断裂韧性; 增韧机理 中图分类号:TB484 5 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2008 05-0073-05 收稿日期:2007-12-10; 修订日期:2008-03-31 基金项目:国家自然科学基金资助项目(批准号:50505005 ; 模具技术国家重点实验室开放基金资助项目(07-11 作者简介:陈国清(1977 , 男, 博士, 副教授, (E -ma il gqchen @d l ut . edu . cn 。 纳米复相陶瓷是指第二相纳米颗粒以某种方式弥散于陶瓷主晶相中形成的一种纳米复合材料。研究表明, 与传统的微米陶瓷相比, 纳米复相陶瓷材料不仅室温力学性能有较大提高, 而且高温性能也得到显著改善[1~3] 。近年来, 溶胶-凝胶法和高能球磨法等被用于制备复合粉体 [4, 5] , 制备出的粉体均 匀性好且处于纳米量级。国内外研究工作者采用了多种素坯成型方法和烧结工艺在促进致密化的同时抑制晶粒增长 [6, 7] 。曾照强等 [8] 研究了含少量Cr 2 O 3的A l 2O 3/SiC 纳米复合陶瓷的力学性能, 其抗弯强度和断裂韧性分别达到430M Pa 和5 5M Pa
【包装印刷造纸】高阻隔食品包装材料浅谈
PET 之高阻隔性浅谈 曾凯 高分子科学与工程学院2007级加工三班 摘要：聚对苯二甲酸乙二醇酷(PET)是一种线性的热塑性高聚物，俗称涤纶，最早是1948年由英国ICI公司和美国杜邦公司开发生产，开始主要用于纤维工业生产。随着有关聚酯生产工艺、成型加工技术等方面研究的不断深入，聚酷产能的不断扩大，聚酯产品的应用领域也在不断拓宽。在包装领域，聚酷树脂是近二十多年来塑料包装制品中最具有发展潜力的，也是增长速度最快的品种。由于其与常用的塑料相比在强度、透光性、可印刷性、可回收性、阻隔性、耐热性、等方面有显著提高, PET被用于制造包装容器，并很快被食品、饮料包装业所接受，目前已成为碳酸类饮料的主要包装容器之一。但是由于啤酒是一种对氧气十分敏感的饮料，很容易因氧气的进入和二氧化碳溢出而影响口味。这就要求包装材料对氧气和二氧化碳气体有足够的阻隔性。 关键词：PET 高阻隔啤酒瓶 第一章绪论 1.1前沿 包装的主要功能是保护商品，使之便于使用和保存。而对于食品来说，由于其与人们的身体健康息息相关，因此，为防止食品污染变质，不仅要求食品包装外形美观宜人，方便实用，更重的是保证质量，确保食品安全。因此，现代包装除了作为产品的容器，有合理的尺寸、形状、方便使用外，作为产品安全的第一道防线，还需要提供必要的阻隔性和整体密封性，以满足保质期要求的物理强度，并经受运输过程可能面临的任何情况。包装材料的阻隔性，狭义来讲，包括氧气阻隔性和水蒸气阻隔性。氧气阻隔性对于食品特别是含有脂肪、蛋白质的食品保质期起到关键作用，这是因为食品中的脂肪等成分在氧气存在条件下容易发生氧化、变质，所以像油脂含量高的食物如食用油、零食、肉类、月饼等必须采用有一定氧气阻隔性的包装材料，才能保证保质期内食品不发生变质，因此，食品包装材料氧气透过性的降低有非常重要的意义。 啤酒作为大众喜爱的饮品之一，在全球的消费量十分巨大，其包装材料的需求量也相当可观，市场前景广阔。目前用于包装啤酒的材料主要是玻璃瓶，铝制易拉罐，木质啤酒桶和少量的聚对苯二甲酸乙二醇酷(PET)塑料啤酒瓶。根据《中国酿酒工业年鉴一2002》的统计，玻璃瓶包装占居了92.2%的份额。传统的玻璃啤酒瓶虽然具有阻隔性好、刚性大、耐压力高、透明度好及制造成本低廉等许多优点，但是生产能耗大、易破碎、质重、运输和储存费用高，存在爆瓶等安全隐患。因此开发性能更优的啤酒包装材料以替代传统的玻璃瓶成为国内外研究的热点。 聚对苯二甲酸乙二醇酷(PET)是一种线性的热塑性高聚物，俗称涤纶，最早是1948年由英国ICI公司和美国杜邦公司开发生产，开始主要用于纤维工业生产。随着有关聚酯生产工艺、成型加工技术等方面研究的不断深入，聚酷产能的不断扩大，聚酯产品的应用领域也在不断拓宽。在包装领域，聚酷树脂是近二十多年来塑料包装制品中最具有发展潜力的，也是增长速度最快的品种。由于其与常用的塑料相比在强度、透光性、可印刷性、可回收性、阻隔性、耐热性、等方面有显著提高【1】, PET被用于制造包装容器，并很快被食品、饮料包装业所接受，目前已成为碳酸类饮料的主要包装容器之一。但是由于啤酒是一种对氧气十分敏感的饮料，很容易因氧气的进入和二氧化碳溢出而影响口味。这就要求包装材料对氧气和二氧化碳气体有足够的阻隔性。而纯PET塑料瓶的阻隔性能还不能满足这一要求。因此提高PET啤酒瓶包装材料的阻隔性成为研究的关键。 第二章渗透机理
纳米陶瓷涂层的典型应用领域
纳米陶瓷涂层的一些典型应用领域: 飞机发动机、燃气轮机零部件： 热障涂层（TBC）被广泛地应用在飞机发动机、涡轮机和汽轮机叶片上，保护高温合金基体免受高温氧化、腐蚀，起到隔热、提高发动机进口温度和发动机推重比作用的一种陶瓷涂层材料。8YSZ材料被用做热障涂层材料在军用发动机已应用几十年了，它的缺点是不能突破1200o C的使用温度，但现在军用发动机的使用温度已经超过1200o C，因此急需材料方面的突破。另外，地面燃气轮机的热障涂层材料基本受制于国外，也亟待国产化。国内外研究指出含锆酸盐的双陶瓷热障涂层被认为是未来发展长期使用温度高于1200o C的最有前景的涂层结构之一。用纳米结构锆酸盐粉体喂料制备的纳米结构双陶瓷型n-LZ/8YSZ热障涂层的隔热效果明显好于其它现有涂层，与相同厚度的传统微米结构单陶瓷型8YSZ 热障涂层相比，隔热效果提高了70%。而且，纳米结构的双陶瓷型涂层具有比其它两种涂层层更好的热震性能。 军舰船舶零部件： 纳米结构的热喷涂陶瓷涂层早已广泛应用于美国海军装备(包括军舰、潜艇、扫雷艇和航空母舰)上的数百种零部件。纳米结构陶瓷涂层的强度、韧性、耐磨性、耐蚀性、热震抗力等均比目前国内外商用陶瓷涂层材料中质量好、销量大的美科130涂层的性能显著提高。有着高出1倍的韧性，高出4-8倍的耐磨性，高出1-2倍的结合强度和抗热震性能和高出约10倍的疲劳性能。表1给出了纳米结构的热喷涂陶瓷涂层在美国海军舰船上的一些典型应用。 表1 一些美国海军舰船上应用的热喷涂纳米Al2O3/TiO2陶瓷涂层 零部件船上系统基体材料使用环境 水泵轴储水槽NiCu合金盐水 阀杆主柱塞阀不锈钢蒸汽 轴主加速器碳钢盐水 涡轮转子辅助蒸汽碳钢油 端轴主推进发动机青铜盐水 阀杆主馈泵控制不锈钢蒸汽 膨胀接头弹射蒸汽装置CuNi合金蒸汽 支杆潜艇舱门不锈钢盐水 流量泵燃料油碳钢燃料油 柴油机、工程机械零部件: 高性能纳米结构陶瓷涂层可以大幅度提高材料或零部件的硬度、韧性、耐磨性、抗腐蚀性和耐高温性能，因此可广泛应用于柴油发动机、工程机械等领域。如缸体、泵轴、机轴、曲轴、凸轮轴、轴瓦、连杆瓦、柱塞、阀杆、阀座、液压支杆、缸盖、活塞销、活塞和活塞环等零部件。如：纳米陶瓷涂层来大幅度提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和耐磨性；纳米陶瓷涂层用于活塞无疑会是最具有高性价比的工艺技术；纳米陶瓷涂层将给与主轴瓦及连杆瓦以更高的强度、硬度和韧性，显著提高其耐磨性能，极大地减小曲轴的磨损、有效地防止烧瓦、抱瓦及烧
纳米陶瓷材料制备技术教案
纳米陶瓷材料制备技术 邱安宁5990519118 F9905104 1.概述 陶瓷材料作为材料的三大支柱之一,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用.但是,由于传统陶瓷材料质地较脆,韧性、强度较差,因而使它的应用受到了较大的限制,随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生,希望以此来克服陶瓷材料的脆性,使陶瓷具有象金属一样的柔韧性和可加工性.英国著名材料专家Ｃａｈｎ指出纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径,因此纳米陶瓷的研究就成了当今材料科学研究的热点领域. 纳米材料一般指尺寸为1～100ｎｍ,处于原子团族和宏观物体交接区域内的粒子.而从原子团族制备材料的方法,称这为纳米技术.纳米材料由于具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应而产生奇异的力学、电学、磁学、热学、光学和化学活性等特性,它既是一种新材料又是新材料的重要原料[3 ].所谓纳米陶瓷,是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料,也就是说晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上.由于界面占有可与颗粒相比拟的体积百分比,小尺寸效应以及界面的无序性使它具有不同于传统陶瓷的独特性能. 本文将描述纳米陶瓷的主要制备技术及加工中的理论问题,并利用在材料加工的原理就其典型应用进行讨论。 2.加工中的理论问题 2.1决定陶瓷性能的主要因素 决定陶瓷性能的主要因素组成和显微结构,即晶粒、晶界、气孔或裂纹的组合性状,其中最主要的是晶粒尺寸问题,晶粒尺寸的减小将对材料的力学性能产生很大影响.图1是陶瓷材料的晶粒尺寸与强度的关系图,其中的实线部分是现在已达到的,而延伸的虚线部分则是希望达到的[2 ].从图中可见晶粒尺寸的减小将使材料的力学性能有数量级的提高,同时,由于晶界数量级的大大增加,使可能分布于晶界处的第二相物质的数量减小,晶界变薄使晶界物质对材料性能的负影响减小到最低程度;其次,晶粒的细化使材料不易造成穿晶断裂,有利于提高材料韧性;再次,晶粒的细化将有助于晶粒间的滑移,使材料具有塑性行为.因此,纳米陶瓷将使材料的强度、韧性和超塑性大大提高,长期以来人们追求的陶瓷增韧和强化问题在纳米陶瓷中可望得到解决[4, 5]. 2.2扩散及烧结 由于纳米材料中有大量的界面,这些界面为原子提供了短程扩散途径及较高的扩散速率,并使得材料的烧结驱动力也随之剧增,这大大加速了整个烧结过程,使得烧结温度大幅度降低.纳米陶瓷烧结温度约比传统晶粒陶瓷低6 0 0℃,烧结过程也大大缩短[3 , 5],以纳米ＴｉＯ2 陶瓷为例,不需要加任何助剂,1 2ｎｍＴｉＯ2 粉可以在低于常规烧结温度40 0～6 0 0℃下进行烧结,同时陶瓷的致密化速率也迅速提高[3 ].通过对Ｙ2 Ｏ3 浓度为3%的ＺｒＯ2 纳米粉末的致密化和晶粒生长这2个高温动力学过程进行研究表明,由于晶粒尺寸小,分布窄,晶界与气孔的分离区减小以及烧结温度的降低使得烧结过程中不易出现晶粒的异常生长.控制烧结的条件,已能获得晶粒分布均匀的陶瓷体[6].美国和西德同时报道,成功地制备了具有清洁界面的纳米陶瓷ＴｉＯ2 (1 2ｎｍ),与粒度为1 . 3μｍＴｉＯ2 陶瓷相比得到相同硬度,而烧结温度降低,因而,纳米粉末的出现,大大改变了材料的烧结动力
纳米陶瓷及其主要性能简析
纳米陶瓷 及其主要性能简析 [摘要] 纳米陶瓷的超细晶粒、高浓度晶界以及晶界原子邻近状况决定了它们具有明显区别于普通陶瓷的特异性能。本文对纳米陶瓷的这些主要的特异性能进行了阐述。 [关键词] 纳米陶瓷、显微结构、晶界、扩散、烧结、强度、韧性、超塑性 [引言] 陶瓷材料作为材料的三大支柱之一 ,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。但是 ,由于传统陶瓷材料质地较脆 ,韧性、强度较差 ,因而使其应用受到了较大的限制。随着纳米技术的广泛应用 ,纳米陶瓷随之产生 ,希望以此来克服陶瓷材料的脆性 ,使陶瓷具有象金属一样的柔韧性和可加工性。英国著名材料专家 Cahn 在《自然》杂志上撰文说：纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。 一、纳米陶瓷及其结构简介 所谓纳米陶瓷是指在陶瓷材料的显微结构中，晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸等都是纳米水平的一类陶瓷。 我们知道陶瓷的烧结中粉料的粒度是重要的影响因素。粒度越小，粉粒的表面积越大，表面能越大，烧结的推动力越大；同时晶界所占体积越大，扩散越容易，因而烧结速度越快。当陶瓷中晶粒尺寸减小一个数量级，晶粒的表面积及晶界的体积亦以相应的倍数增加。如晶粒尺寸为nm 6~3，晶界的厚度为nm 2~1时，晶界的体积约占整个体积的%50。由于晶粒细化引起表面能的急剧增加。 纳米陶瓷由纳米量级的粉料烧结而成，是晶粒尺寸在nm 100~1之间的多晶陶瓷。所以结构中包含纳米量级的晶粒、晶界和缺陷。由于晶粒细化，晶界数量大幅度增加。当晶粒尺寸在nm 25以下，若晶界厚度为nm 1，则晶界处原子百分数达%50~%15，单位体积晶界的面积达32/600cm m ，晶界浓度达3 19/10cm 。 纳米陶瓷这样的特殊结构，使得其具有特殊的性能。 二、纳米陶瓷的主要性能及其简析 纳米陶瓷中纳米量级的晶粒、晶界和缺陷决定了它们具有区别于普通陶瓷的特殊性能，是纳米陶瓷性能优于普通陶瓷的根本原因所在。 1、 较低的烧结温度和较快的致密化速度
纳米陶瓷的制备与应用
第２３卷第３期２０∞年６月黔东南民族师范高等专科学校学报Ｊｏ啪ａｌ０ｆＳ０ｕｔｈｅａｓｔＧｌｌｉ出ｏｕＮａｔｉｏｒｌａｌＴｅ８ｃｈ一８ＣｏⅡｅｇｅＶｄ．２３Ｎｏ．３Ｊｕｎ．２０Ｑ５ 纳米陶瓷的制备与应用 杨章富，邹勇 （黔东南民族师范高等专科学校化学系，贵州凯里５５６０００） 【摘要】蚋米陶瓷改变了传统陶瓷的脆性，大幅度提高了材料的强度、硬度、韧性和超塑性．综述了近年国内外纳米陶瓷的性能、稍备工艺．提出目前在生产纳米陶瓷工艺上存在的主要问题及应用前景． ［关奠词］蚋米陶瓷；嗣备工艺；应用 【中圈分类号】ｍ１７４．７５＋８【文献标识码】Ａ【文章编号】１００２—６９９“２００５）０３—０００１９—０２ ｈｌｃｏｒｐｏｒａｔｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ０ｆｎａｎ０ｐｏｒｃｅｌｍｎ ＹＡＮＧＺｈａｎｇ—ｆｕ，ＺＯＵＹ０ｎｇ （及卵，由，ｌ耐矿洲ｌ竹，ｓ口舳国谢船Ⅳａ砌础弛∞恼７５蝴，肠讲，５５６０００，‰）Ａｈ嘶ｔ：ｈｌｃｏｒｐｏｒａｔｅｔｈｅｈ丑ｌｒｄＩｎｅ稻，ｔ伽旧ｃｉｔｙ蚰ｄＳｔ尬ｎｇｔｌｌｔｌｌａｔｎ８ｎｏｐｏｒｃｅｌａｉｎｃｈａｎｇｅ８ｔｌｌｅｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓ０ｆ训ｉｔｉｏＩｌ８ｌ ｐｏｒｃｅｌ８ｉｎ，ｒａｉ８髓ｍａｔｅＩｉａｌ鲫．ｂｓｔ蛐ｔｉａｌｌｙ砒ｌｄｅ舶∞ｄｐｌ龉ｔｉｃｉｔｙ．Ｓｍｍ瑚ｄ∞ｉｌｌｒｅｃｅｍｙｅａ璐ｄｏｍ洲ｃ姐ｄｉＩｌｔｅｍ撕伽Ｉａｌｉｌ地ｏｒｐｏｍｔｅｐｌｑＨｕ碰ｏｎｔｅｃｌｌＩｌｏｌｏ舒舡ｌｄｔｌｌｅ劬ｃｔｉｏｎ０ｆｎａｎｏｐｏｒｃｅｌａｉｎ．Ｓｌｌｇｇ鹪ｔｔｌｌ砒ｎａｗｉ８ｐｒｏｄｕｃｉＩｌｇｔｏｉｌｌ∞Ｉｐｏｍｔｅ印ｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｍｓｐｅｃｔ舢ｌｄｍｅｅ】【ｉｓｔｅｍｍａｊｏｒｐｍｂｌｅｍｏｎｒｌ锄ｐｏｔｔｅｒｓｔｍ． １妯ｙｗｏｒｄｓ：ＩＩｌｃｏｒｐｏｍｔｅａｐｐｌｉｃａｌｉｏｎ；ｎａｎｏｐｏｒｃｅｌａｉｎ；ｐｒ印蹦ｔｉ∞ 所谓纳米陶瓷是指在显微结构中物相所具有的纳米级尺度的陶瓷材＿｜辟，就是说晶粒尺寸，晶界的宽度，第二相分布，缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上，它被认为是陶瓷研究发展的第三个台阶［Ｉ】．晦瓷粉料颗粒大小决定了陶瓷材料的徽观结构和宏观性能［２】．纳米陶瓷的力学性能，包括纳米陶瓷材料的硬度、断裂韧度和低温延展性等，在高温下其硬度、强度比普通尚瓷有较大提高，有助于解决陶瓷的强度和增韧问题．对纳米晶粒Ｓｉ０２进行研究表明［，Ｊ，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．１９９８年址ｉ等人用纳米碳化硅来补强氮化硅陶瓷使氮化硅陶瓷的力学性能显著改善【４】．许多纳米陶瓷材料的硬度和强度比普通陶瓷材料高出４—５倍ｂ】．在１００℃下，纳米Ｔｉ０２陶瓷的显微硬度为１３００ｋ∥—ｎ２，而普通ｎ０２陶瓷的显徽硬度低于２００ｋ∥衄２．纳米陶瓷的晶粒尺寸极小，纳米材料具有极大的晶面，晶面的原子排列混乱。纳米晶粒易在其他晶粒上运动，使纳米陶瓷在受力时易于变形而不呈现臆性，而表现出一定的延展性和较好的韧性．纳米材料中有大量的界面，这些界面原子提供了短程扩散途径及较高的扩散速率，材料的烧结驱动力也随之剧增，加速了整个烧结过程，使得烧结温度大幅度降低．纳米晶体的自扩散率为传统晶体扩散率的１０“至ｌＯ”倍，使纳米材料的固态反应可以在室温或低温下进行．纳米材料中利用晶界表面的不饱和链，造成沿晶界方向的平移，实现纳米陶瓷的超塑性【６－７】．由于纳米陶瓷硬度高、耐高温、耐磨损、质量轻和导热性好，使得它成为现代工业的基本材料之一． １纳米冉瓷的崩备工艺 １．１气相合成法 气相合成法主要有热化学气相反应法，激光气相法和等离子体气相合成法． １．Ｉ．Ｉ热化学气相反应法（ｃｖＤ法）．ｃｖＤ法是目前世界上用于制 备纳米粉体的常用方法，ｃｖＤ法稍备纳米粉体工艺是一个热化学 气相反应和形核生长的过程．在高于热力学计算，临界反应温度条件下，反应产物的蒸气形成很高的过饱和蒸气压，使得反应产物自动凝聚形成大量的核，这些核在加热区不断地长大聚积成颗粒，在合适的温度下会晶化成为徽晶．随着载气气流的输运和真空的抽送，反应产物迅速离开加热区进入低温区，颗粒生长、聚集、晶化过程停止，最后进入收集室收集起来，就可以获得所需的纳米粉体．此工艺过程可通过调节浓度、流速、温度和组成比例等工艺参数获得最佳工艺条件，实现对纳米粉体组成、形貌、尺寸和晶相等的控制．ｃｖＤ法可制备出Ｓｉｃ，ｓｉ３Ｎ４等单相粉体，并且被用来制备各种复合粉体．能制备出小于３５姗的无定形Ｓｉｃ／ｓｉ３Ｎ４纳米粉体，且做到ｓｉｃ／ｓｉ３Ｎ‘比例可调，该设备简单，采用电阻炉外加热方式，通 【收稿日期】２００４～０６一１６ ［作者简介】杨章富（１９８ｌ一），男，贵州剑河人，黔东南民族师范高等专科学校化学系Ｏｌ（本）学生；邹勇，黔东南民族师范高等专科学校化学系副教授，指导教师． 万方数据
红外透明MgO_Y2O3纳米复相陶瓷研究进展
硅酸盐学报 第44卷第9期 2016年9月JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 44，No. 9 September，2016 https://www.wendangku.net/doc/3010226229.html, DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2016.09.09 红外透明MgO–Y2O3纳米复相陶瓷研究进展 李江1，姜楠1,2，徐圣泉1，刘强2，潘裕柏1 (1.中国科学院上海硅酸盐研究所，透明光功能无机材料重点实验室，上海 200050； 2.江苏大学材料科学与工程学院，江苏镇江 212013) 摘要：针对未来高马赫数导弹的发展趋势及红外窗口材料所面临的技术挑战，对比分析了当前几种常见的红外窗口材料。MgO–Y2O3纳米复相陶瓷具有出色的中波红外透过性能、极低的高温辐射系数、优良的高温力学性能、适中的热学性能以及仅次于蓝宝石的抗热震性，使其有望成为未来高马赫数导弹红外窗口/整流罩的最佳候选材料。同时着重对MgO–Y2O3纳米复相陶瓷的研究进展，及其设计原理、制备方法和材料性能等做了综述和介绍，最后对其发展前景做了展望与分析。减小MgO–Y2O3纳米复相陶瓷的晶粒尺寸有望实现该材料在可见光波段的应用，其力学性能也将进一步增强。真空烧结配合热等静压烧结的工艺路线有望实现大尺寸、近净尺寸成型制备。 关键词：氧化镁–氧化钇纳米复相陶瓷；红外窗口材料；高马赫数导弹；研究进展；展望 中图分类号：TQ174.75 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2016)09–0000–13 网络出版时间：网络出版地址： Resent Development on Infrared Transparent MgO–Y2O3 Nanocomposite ceramics LI Jiang1, JIANG Nan1,2, XU Shengquan1, LIU Qiang2, P AN Yubai1 (1. Key Laboratory of Transparent Opto–Functional Inorganic Materials, Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China; 2. School of Materials Science and Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, Jiangsu, China) Abstract: Some exsiting middle-wave infrared materials for the development of high-speed missile. MgO–Y2O3 nanocomposite ceramics are considered as one of the best candidates for infrared window material and radome of future hypersonic missile due to its superior mid-infrared transmission, low heat emissivity, superior high-temperature mechanical properties, moderate thermal properties and high thermal shock resistance comparable to the sapphire. The design principle, the preparation techniques as well as the all-sides properties of MgO–Y2O3 nanocomposite ceramics were also represented. The future work on MgO–Y2O3 nanocomposite ceramics was prospected. Decreasing the grain size of MgO–Y2O3 nanocomposite can have its application in the visible region and further enhance the mechanical properties. Large-size MgO–Y2O3 nanocomposite ceramics with near net-shape could be fabricated by vacuum sintering and subsequent hot isostatic pressing treatment. Keywords: magnesia–yttria nanocomposite ceramics; infrared window materials; high-mach missile; research development; future prospect 收稿日期：2015–11–19。修订日期：2016–06–05。 基金项目：国家自然科学基金（61575212）资助项目。 第一作者：李江(1977—)，男，博士，研究院。 通信作者： Received date: 2015–11–19. Revised date: 2016–06–05. First author: LI Jiang (1977–), male, Ph.D., Professor. E-mail: lijiang@https://www.wendangku.net/doc/3010226229.html, Correspondent author: E-mail:
纳米陶瓷材料综述
纳米陶瓷材料综述 Summary of nano-ceramic material 摘要： 本文是一片比较全面的纳米陶瓷材料的综述文章。主要内容涵盖了陶瓷的发展，纳米陶瓷的发展，纳米陶瓷的结构与性能（力学性能、电学性能、超塑性等）、纳米陶瓷的应用（防护材料、耐高温材料、生物材料、压电材料、信息材料等）、纳米陶瓷的制备方法，包括纳米粉的制备，成型及烧结。此外还有纳米材料的发展展望。 关键词：纳米陶瓷结构与性能应用制备方法展望 Abstract: This paper is a comprehensive review article of the nano-ceramic material. The main content covers the development of the ceramic, the development of nano-ceramic nano-ceramic structure and properties (mechanical properties, electrical properties, superplasticity, etc.), the application of nano-ceramic (protective materials, high temperature materials, bio-materials, piezoelectric materials, information materials, etc.), nano-ceramic preparation methods, including nano-powders, molding and sintering. In addition to the development of nanomaterials Outlook. Keywords: nano-ceramic structure and performance preparation method Prospects 引言：著名的诺贝尔奖获得者Feynman在1959年就曾预言：“如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话，我们就能使物体得到大量异于寻常的特性，就会看到材料性能产生丰富的变化。”
纳米陶瓷粉体的发展和制备
纳米陶瓷粉体的发展和制备 专业：材料学姓名：余文鹏学号：08102033 摘要：纳米材料是21世纪的高新技术，它主要是研究电子、原子和分子在0.1～100nm空间运动的规律和特征，并按照人的意志操纵电子、原子和分子，制备人们所需要的具有预定特殊功能特征的产品和材料简单介绍了纳米材料的产生和定义，陶瓷材料的发展以及纳米陶瓷的定义、发展和现状。纳米陶瓷制造必须的原料有纳米陶瓷粉体，这种粉体的制备技术主要介绍的是水热法制备技术，文章介绍了水热法的分类和制备粉体的特点。 关键字：纳米材料；纳米陶瓷粉体；水热法；材料制备
1.前言 20世纪末，物理学、化学、生物学、材料科学、地质科学等学科的发展，促进了纳米材料和纳米技术的产生，催生了纳米物理学、纳米化学、纳米材料科学、纳米矿物学等新型学科[1]。纳米材料是21世纪的高新技术，它主要是研究电子、原子和分子在0.1～100nm空间运动的规律和特征，并按照人的意志操纵电子、原子和分子，制备人们所需要的具有预定特殊功能特征的产品和材料[2]。 1.1纳米材料定义 纳米科学技术是指在纳米尺寸范围认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创造新物质[3]。 1.1.1表面效应 纳米材料的表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。由于纳米粒子表面原子数增多，带来表面原子配位数不足，使之具有很高的表面化学活性。 1.1.2 尺寸效应 颗粒尺寸变小引起的宏观物理性质的变化称为尺寸效应。随着纳米微粒尺寸的减小。与体积成比例的能量亦相应降低。当体积能与热能相当或更小时。会发生强磁状态向超顺磁状态转变：当颗粒尺寸与光波的波长、传导电子德布罗意波长、超导体的相干长度或投射深度等物理特征尺度相当或更小时，会产生光的等离子共振频率、介电常数与超导性能的变化。 1.1.3 体积效应 由于纳米粒子体积极小，所包含的原子数很少，因此，许多现象如与界面状态有关的吸附、催化、扩散、烧结等物理、化学性质将显著与大颗粒传统材料的特性不同，就不能用通常有无限个原子的块状物质的性质加以说明，这种特殊的现象通常称之为体积效应。 1.1.4 量子效应 介于原子、分子与大块固体之间的纳米颗粒，将大块材料中连续的能带分裂成分立的能级，能级问的间距随颗粒尺寸减小而增大。当热能、电场能或磁能比
[课外阅读]什么是玻璃陶瓷和它的发展前景
[课外阅读]什么是玻璃陶瓷和它的发展前景 定义简介 又称微晶玻璃，是经过高温融化、成型、热处理而制成的一类晶相与玻璃相结合的复合材料。具有机械强度高、热膨胀性能可调、耐热冲击、耐化学腐蚀、低介电损耗等优越性能，被广泛用于机械制造、光学、电子与微电子、航天航空、化学、工业、生物医药及建筑等领域。由于玻璃陶瓷面板的制造工艺复杂，技术要求高，高质量玻璃陶瓷生产工艺及控制技术基本上被国外所垄断，国内玻璃陶瓷生产工艺存在质量品质差、成品率低等问题。 玻璃在催化剂或晶核形成剂作用下结晶而成的多晶的新型硅酸盐材料，为晶相和残余玻璃相组成的质地致密、无孔、均匀的混合体。通常晶体的大小可自纳米至微米级，晶体数量可达50%～90%。具有高机械强度，低电导率，高介电常数，良好的机械加工性能，耐化学腐蚀性、热稳定性等。这些性能取决于晶体种类、数量，以及剩余玻璃相的组成和性能，并和晶化条件等密切相关。按成核或晶化处理不同分为光敏和热敏微晶玻璃等。可用于制作电路板，电荷存储管，光电倍增管的屏，导弹弹头，雷达天线罩，轴承，泵、反应堆中子吸收材料，绝缘支柱等。 发展前景 耐高温玻璃陶瓷耐高温玻璃陶瓷是随着烧结法、溶胶-凝胶法等新工艺在玻璃陶瓷制备中的应用而发展起来的新材料。当玻璃陶瓷中
析出如莫来石、尖晶石、铯榴石等耐高温的晶体且含量较高时，材料可以耐很高的温度。如铯榴石玻璃陶瓷中，不仅析出了这种耐高温微晶，还析出了一些莫来石晶体，而且其残余玻璃相为晶体所包裹，这种材料可在1400℃左右的高温下使用。 高力学性能的材料玻璃陶瓷的微观结构对其力学性能有很大影响，可用控制结构来改善性能，如交织结构可以提高强度和韧性；采用温度梯度、热挤压等方法使晶体定向生长、也能大幅度提高力学性能，如以CaO-P2O5为基的玻璃陶瓷中析出定向微晶，其抗折强度可达700MPa，而且断裂韧性也显著提高；复合材料是提高玻璃陶瓷力学性能的又一有效途径，可将具有不同于玻璃陶瓷基体力学性能的纤维、晶须或微粒与之复合，也可用金属等其它材料与之复合，还可以将玻璃陶瓷的纤维或小球体复合到其它基体中，如用SiC晶须增强MgO-Al2O3-SiO2基的玻璃陶瓷，其抗折强度与断裂韧性分别为500MPa及4.0MPa.m1/2，比未增强者提高两倍以上。复合材料的力学性能可与Si3N，等结构陶瓷媲美，是一类有前景的新型结构材料。 生物玻璃陶瓷生物玻璃陶瓷的主要优点是在玻璃中可引入CaO、P2O5，通过热处理可以析出羟基磷灰石晶体，具有优良的生物相容性与生物活化性，组成中的其它组分可析出其它类型的晶体，保证材料的化学稳定性、可切削性等，比金属、氧化铝等材料更有前途。迄今已进行许多临床试验，有的长达六年之久，而且都取得了可喜的成果。
纳米碳化硅基复相陶瓷的分散和烧结技术研究进展
"#国防基础科研项目! :7$&##%$$"%""宋春军#男$$*+7年生$硕士生"Q E 0##+$%,&9$*##$"’,-./0#-./034H 4!D 43-./0564-纳米碳化硅基复相陶瓷的分散和烧结技术研究进展# 宋春军!徐光亮 !西南科技大学材料科学与工程学院"绵阳%&$#$# #""摘要""碳化硅陶瓷是一种高性能的陶瓷! 具有高强度"高硬度"耐高温"耐化学腐蚀"高热导率"低热膨胀以及低密度等性能!广泛应用于各个工业领域以及航空航天领域#从纳米复相陶瓷制备过程中的分散方法以及碳化硅基陶瓷的烧结方法与烧结助剂等方面详细论述了目前有关碳化硅基纳米复相陶瓷的研究进展# 关键词""碳化硅"晶须"纳米复相陶瓷"分散"烧结 I %J %1#;.%,/#’I 0&;%"&0#,),3<0,/%"0,$# ’<010*#,D )"703%L )&%3-),#F *#.; #&0/%D %").0*&P 8B C[D 2>h 2>";