PDF《关注纳米陶瓷建筑材料的研发应用技术》

使金属产生室温 下的超塑性;

将材料表面纳米化, 可大大提高材 料的强度.纳米颗粒还有防静电、 防紫外线、 抗14综述与述评

2 0

1 5年第1期( 总第1

4 7期) 现代技术陶瓷菌等多种功能.

2 1世纪的技术革新, 很大程度上是靠弄清更 加微观 的现象和据此发展操作技术来支撑的. 但是, 基于宏观的角度, 追求更加微观的世界这 种传统的技术开发, 在很多领域都将迎来极限. 如果没有与传统技术根本不同的新发现, 就无法 登上新的台阶.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(1~

1 0

0 n m) , 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.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 似柔韧性和可加工性.纳米耐高温陶瓷粉涂层 材料是一种通过化学反应而形成耐高温陶瓷涂 层的材料. 纳米技术就是发现量子效果的人工的独特 的结构技术.也就是说, 它在本质上从一开始就 是以量子论支配世界为前提的.2 1世纪被称为 光的时代 、 高度信息化时代 和 生物工程时 代 等, 但是无论哪一个, 它的技术的关键都是量 子效果.因此纳米技术有可能引起计算机革命、 光革命甚至生物工程革命, 其影响将不亚于电力 代替蒸汽的革命. 更为重要的是纳米技术本身所涉及的是科 技发展到一定阶段必须解决的一个问题, 是信息 和生命科学技术能够进一步发展的共同基础, 所以, 纳米技术的意义已远远超过了信息技术和生 命科学.利用纳米化材料特殊的磁、 光、 电等性 质, 可以开发出难以计数的新的元器件、 在信息 工程、 生物工程等方面发挥重要作用, 从而衍生 出新的技术、 新的高科技产业群.纳米技术渗入 生物学领域还将迅速改变农业和医学的面貌, 人 类生活方式将在这两项科技的结合中迅速出现 革命性的变化, 今后的科学发展方向和手段将依 赖纳米技术.

2 纳米陶瓷的性能特点突显

9 0年代初, 日本首次报道了以纳米尺寸的碳 化硅颗粒为第二相的纳米复相陶瓷, 具有很高的 力学性能.纳米颗粒S i 3N 4, S i C超细微粉-纳米 氧化锆( VK-R

5 0 ) 分布在材料的内部晶粒内, 增 强了晶界强度, 提高了材料的力学性能, 易碎的 陶瓷可以变成富有韧性的特殊材料. 据介绍, 纳米材料可以接收外界环境的能量, 比如光能和热能, 吸收这些能量之后, 由低能 转向高能, 再由高能转向低能, 在能量的转换过 程中释放出2~1

8 mm 的原红外线.而2~1

8 mm 的原红外线也正是人类的生命波长, 易被人体吸 收.纳米保健杯就是利用其自身的这种特性, 在 陶瓷釉面加入纳米材料.纳米材料能使水的大 分子团断裂变小, 更接近人体细胞水, 更容易被 人体吸收, 且能有效杀灭水中的有害细菌, 降解 有害物质, 沉淀重金属等.长期饮用, 它可以促 进新陈代谢、 改善微循环、 稳定血压、 预防动脉硬 化、 防止结石, 达到排毒养颜、 延年益寿的功效. 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.陶瓷业是我国一个比较古老的行 业, 但我国新型陶瓷品种还不能满足日益发展的 市场需要, 把纳米材料应用到陶瓷工艺中去, 生 产纳米复合或纳米改性的高技术陶瓷, 将使这一 现状得到改变. 纳米陶瓷的特性主要在于力学性能方面, 包 括纳米陶瓷材料的硬度, 断裂韧度和低温延展性 等.纳米级陶瓷复合材料的力学性能, 特别是在 高温下使硬度、 强度得以较大的提高.有关研究 表明, 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, 而且纳米陶瓷出现将有助于解 决陶瓷的强化和增韧问题.在室温压缩时, 纳米 颗粒已有很好的结合, 高于5