纳米陶瓷ppt

纳米陶瓷前言纳米材料之所以在近几十年来受到世界各国多方面的广泛关注，其根本原因是人们在研究中发现，纳米材料存在小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应及量子隧道效应等基本特性。

这些特性使得纳米材料有着传统材料无法比拟的独特性能和极大的潜在应用价值。

由于传统陶瓷材料质地较脆，韧性和强度都较差，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。

目前，虽然纳米陶瓷还有许多关键技术需要解决，但其优良的保温和高温力学性能，使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等许多方面都有广泛的应用，并在许多超高温、强腐蚀等苛刻环境下起着其他材料不可替代的作用。

•利用纳米技术开发的纳米陶瓷材料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（1～100nm），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。

纳米陶瓷材料的结构与常规材料相比发生了很大变化，颗粒组元细小到纳米数量级，比表面积大幅度增加，可使材料的强度、韧性和超塑性等力学性能大为提高，并对材料的热学、光学、磁学、电学等性能产生重要的影响。

1、高强度纳米陶瓷材料在压制烧结后，其强度比普通陶瓷材料高出4~5倍，如在100℃下纳米TiO2陶瓷的显微硬度为13000KN/mm²，而普通陶瓷的显微硬度低于2000KN/mm²。

2、高韧性纳米陶瓷由于其晶粒尺寸小至纳米级，在受力时可产生变形而表现出一定的韧性。

如室温下的纳米TiO2陶瓷表现出很高的韧性，压缩至原长度的1/4 仍不破碎。

3、超塑性纳米陶瓷在高温下具有类似与金属的超塑性，纳米TiO2 陶瓷在室温下就可发生塑性形变，在180℃下塑性形变可达100%。

4、烧结特性纳米陶瓷材料的烧结温度比传统陶瓷材料约低600℃，烧结过程也大大缩短。

12nm的TiO2粉体，不加任何烧结助剂，可在低于常规烧结温度400~600℃下进行烧结，同时陶瓷的致密化速率也迅速提高。

第七节纳米微粒陶瓷处理 (非镀层披覆技术)一、纳米材料与纳米涂层简介：1、什么是纳米材料？纳米（nanometrer）是一个度量单位，1纳米（nm）等于10-9米。

纳米材料（nano material），就是指用直径达到纳米级（1~100nm）的微小粒子制成的各种材料。

2、为何纳米材料的性能比普通材料更优异？当构成物质的颗粒尺寸进入纳米尺度，特别是几个纳米时，因其内部粒子间的结构形态将发生根本性变化，从而使得一系列的物理性能都更加优化，甚至发生本质上的变化，比如硬度、韧性、耐热性、防腐性能等等。

3、纳米涂层（也称纳米薄膜）：纳米薄膜具有的光、电、热以及机械方面的性能等方面的独特功能。

二、纳米涂层特性与优点：1、纳米涂层属于金属陶瓷材料，有金属和陶瓷双重特性，如下所述：1）涂层硬度极高，是刀具，模具钢材硬度的3倍以上，甚至可达5000HV以上（陶瓷特性）；2）涂层细腻光滑，与钢材之间的摩擦系数小（陶瓷特性）：3）涂层与金属不易粘黏，可以防止积屑，提高被加工件表面质量（陶瓷特性）：4）良好的韧性，耐冲击，耐碰撞，可用于压铸模具、冲压模具（金属特性）；5）良好的热稳定性，部分涂层甚至可以承受1200℃以上的工作温度（陶瓷特性）；6）涂层晶粒极其微小，结构极为紧密，故有良好的耐酸碱腐蚀性能；7）涂层无毒无害，且环保，可用于医疗器械，人工环节食品加工的刀工具（例如：果汁刀片机）等；8）可导电，导磁（金属特性）；2、应用中表现出的优点主要有：1）刀具，模具的耐磨性大大增强，使用寿命提高3~10倍，甚至更高，使得客户成本大大降低；2）减少换刀，修模的时间，提高生产效率；3）产品表面质量提高，且不良率下降；4）涂层的厚度很薄，仅为1-5μm左右（0.001~0.005mm），故一般不会影响刀具，模具的尺寸精度。

三、微粒纳米陶瓷处理的优势：因技术保密考虑，一般公司不予说明陶瓷工艺处理过程，但可保证:1）非PVD表面涂层处理：不会剥落失效并可多次处理。