纳米相玻璃陶瓷

纳米陶瓷涂层技术纳米陶瓷涂层技术是指利用纳米技术制备的陶瓷涂层，主要应用于金属、玻璃、塑料等材料表面，能够提供优异的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能。

本文将从纳米陶瓷涂层的基本原理、制备方法、应用领域及发展前景等方面进行探讨，以期对读者有所帮助。

一、基本原理纳米陶瓷涂层是指由纳米级陶瓷颗粒组成的薄膜，在表面涂覆于物体表面。

与普通涂层相比，纳米陶瓷涂层具有优异的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能，主要原理如下：1.纳米级陶瓷颗粒具有较高的硬度和抗磨损性能，能够有效增强涂层的耐磨损性能。

2.纳米级陶瓷颗粒对外界腐蚀介质具有较强的抵抗能力，能够有效提高涂层的防腐蚀性能。

3.纳米级陶瓷颗粒具有较高的热稳定性和耐高温性能，能够有效提高涂层的耐高温性能。

基于以上原理，纳米陶瓷涂层能够为物体表面提供优异的保护效果，广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械等领域。

二、制备方法纳米陶瓷涂层的制备方法多种多样，常见的有物理气相沉积、化学气相沉积、溶胶-凝胶法、电沉积法等。

下面将分别对几种常见的制备方法进行介绍：1.物理气相沉积法物理气相沉积法是利用物质的物理性质在真空或低压环境下进行涂层制备的一种方法。

具体步骤包括蒸发源的加热、蒸发源的蒸发、蒸发物质的传输和沉积在衬底表面等过程。

通过控制沉积条件和衬底温度，可以制备出具有优异性能的纳米陶瓷涂层。

2.化学气相沉积法化学气相沉积法是利用气相化学反应在衬底表面进行涂层制备的一种方法。

具体步骤包括气相前驱体的裂解、反应产物的沉积和涂层的形成等过程。

通过选择合适的前驱体和反应条件，可以制备出具有优异性能的纳米陶瓷涂层。

3.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是利用溶胶和凝胶过程在衬底表面进行涂层制备的一种方法。

具体步骤包括制备溶胶、溶胶成型、凝胶和烧结等过程。

通过控制溶胶的成分和制备条件，可以制备出具有优异性能的纳米陶瓷涂层。

4.电沉积法电沉积法是利用电化学反应在电极表面进行涂层制备的一种方法。

具体步骤包括电解液的选择、电极的处理、电沉积过程和电沉积后的处理等过程。

纳米陶瓷材料
纳米陶瓷材料是一种具有微观纳米结构的陶瓷材料，其特点是颗粒尺寸小于100纳米。

由于其微观结构的特殊性质，纳米陶瓷材料在材料科学领域引起了广泛关注，并在多个领域展现出了巨大的应用潜力。

首先，纳米陶瓷材料具有优异的力学性能。

由于其微观结构的特殊性质，纳米陶瓷材料表现出比传统陶瓷材料更高的硬度和强度，这使得它在制备高性能陶瓷制品时具有重要的应用前景。

例如，纳米陶瓷材料可以用于制备高硬度的刀具、轴承等机械零部件，以及耐磨、耐腐蚀的陶瓷涂层等。

其次，纳米陶瓷材料还具有优异的光学性能。

由于其微观结构的特殊性质，纳米陶瓷材料表现出比传统陶瓷材料更高的折射率和透光性，这使得它在光学领域具有广泛的应用前景。

例如，纳米陶瓷材料可以用于制备高透光、高折射率的光学元件，如透明陶瓷玻璃、光学透镜等，以及用于制备高性能的光学涂层等。

此外，纳米陶瓷材料还具有优异的热学性能。

由于其微观结构的特殊性质，纳米陶瓷材料表现出比传统陶瓷材料更高的热导率和热稳定性，这使得它在热学领域具有重要的应用前景。

例如，纳米陶瓷材料可以用于制备高热导率、高热稳定性的陶瓷散热器、热障涂层等。

总的来说，纳米陶瓷材料具有优异的力学、光学、热学性能，具有广泛的应用前景。

随着纳米技术的不断发展和成熟，纳米陶瓷材料必将在材料科学领域发挥越来越重要的作用，为人类社会的发展进步做出更大的贡献。

一文了解透明陶瓷材料
透明陶瓷具有陶瓷固有的耐高温、耐腐蚀、高绝缘、高强度等特性，又具有玻璃的光学性能，在照明技术、光学技术、特种仪器制造、无线电子学、信息探测、高温技术以及军事工业等领域应用前景广阔。

目前，透明陶瓷得到了广泛研究，下面对几种透明陶瓷及其应用作具体介绍。

 一、光学窗口用透明陶瓷
 红外窗口材料广泛应用于军事，航天及工业等多个领域，可用于制造透明装甲、导弹头罩、高温观察窗口以及航空窗口等。

光学窗口用透明陶瓷主要有：红外透明Y2O3-MgO纳米复相陶瓷、MgAl2O4透明陶瓷、MgO 透明陶瓷、AlON透明陶瓷等。

 图1 光学窗口用透明陶瓷性能要求
 1、红外透明Y2O3-MgO纳米复相陶瓷
 Y2O3陶瓷具有紫外–可见–红外的宽波段透过性能，高温下适中力学性能以及抗热震性，特别是Y2O3具备极低的高温辐射系数，但传统制备过程中高温烧结会导致晶粒异常长大，影响其高温力学性能以及抗热震性，限制了Y2O3在高马赫数导弹红外窗口/整流罩上的应用。

在MgO–Y2O3体系中，常压且低于2110℃时为稳定的两相混合物，因此在烧结过程中MgO- Y2O3纳米复相陶瓷中Y2O3相和MgO相的晶界相连，充分利用两相晶粒的钉扎效应来抑制晶粒的生长，减少了因两相折射率不同而产生的散射，从而获得出色的中波红外透过率及透过范围，此外，MgO–Y2O3纳米复相陶瓷拥有极低的高温辐射系数、高温下优良的机械性能、适中的热学性能以及仅次于蓝宝石的抗热震性。

玻璃陶瓷制备方法综述摘要：玻璃陶瓷也叫微晶玻璃，是含有通过玻璃受控脱氮形成的多种微晶体和残余玻璃相组成的质地致密、无孔、均匀的多晶材料。

本文介就玻璃陶瓷的制备及工艺进行了介绍，并对各种方法的优缺点进行了说明。

关键词：玻璃陶瓷；制备；方法1引言玻璃陶瓷又称微晶玻璃，是通过熔融冷淬然后结晶析出制得，含有通过玻璃受控脱氮形成的多种微晶体和残余玻璃相组成的质地致密、无孔、均匀的多晶材料，通常晶体的大小可自纳米至微米级，因此兼具玻璃和陶瓷的性能成为一种特殊的陶瓷材料，也是一种重要的无机非金属材料，在很多领域具有重要作用。

2玻璃陶瓷制备方法2.1熔融法生产玻璃陶瓷最开始采用的方法是熔融法。

其析晶方式为整体析晶，其工艺流程为：将玻璃陶瓷原材料按预先设计量称量配置，混合均匀后在1300~1500℃高温下熔融、扩散均匀一定时间后，变成熔融状态，然后是玻璃的晶化，就是将玻璃按成品要求的形状成型，经退火消除内应力稳定晶体尺寸后在合适温度下进行热处理，晶化时保温的温度和时间需根据DSC或DTA等热分析结果进行选择。

以获得晶粒细小、结构均匀致密的玻璃陶瓷制品。

采用熔融法制备玻璃陶瓷时，由于基础玻璃的整体析晶能力较差，因此要加入一定的晶核剂。

玻璃陶瓷常用的晶核剂有TiO2、ZrO2、P2O5、Cr2O3、CaF2、氟化物和硫化物以及复合晶核剂等[1]。

其制备工艺重点在于热处理工艺，热处理工艺是玻璃陶瓷生产过程中的重点工序。

依照不同玻璃陶瓷的热处理工艺特点，可将热处理制度可分为两类：阶梯温度制度和等温温度制度。

熔融法使用的是阶梯温度制度。

阶梯温度制度有两次保温过程，玻璃中析出晶核、晶体生长，晶相变化，由原始的玻璃变成了玻璃陶瓷，因此，整个热处理工艺中会出现两个保温段：形核保温和晶粒长大保温。

热处理工艺也因此被分为两部分，即将退火的玻璃加热至晶核形成温度T n并保温一定的时间，在玻璃中出现大量稳定的晶核后，再升温到晶体生长温度使玻璃转变为具有亚微米甚至纳米晶粒尺寸的玻璃陶瓷。

纳米陶瓷的应用及发展趋势摘要本文介绍了纳米陶瓷材料的概况及在力学、光学、热力学、电磁学等方面所具有的特殊性能，并进一步详细探讨了纳米技术在陶瓷领域的最新应用及发展状况，及其在防护、耐高温、腐蚀信息、医学临床、吸收、压电，清洁等各个领域的发展和贡献，对研究纳米陶瓷发展前景具有重要意义。

关键词纳米材料纳米陶瓷性能陶瓷应用1、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。

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。

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。

2．纳米陶瓷的性能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，界面组元大幅度增加，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[1~2]。

2．1力学性能硬度和断裂韧度：对纳米晶TiO2进行研究，发现在室温压缩时，纳米颗粒已有很好的结合，高于500℃很快致密化，而晶粒大小只有稍许的增加，所得的硬度和断裂韧度值与单晶TiO2或粗颗粒压缩体的相应值比，性能相当或更好。

纳米晶TiO2其硬度和断裂韧度随烧结温度的增加(即空隙度的降低)而增加，在800~900℃温度范围烧结，与经优化烧结的块状陶瓷相比，两者的硬度和断裂韧度值相符。

低温烧结后，纳米晶TiO2就能获得好的力学性能。

氟氧化物纳米相玻璃陶瓷Tb(0.7)Yb(5)∶FOV的合作下转换发光陈晓波;杨国建;丁卉芬;于春雷;胡丽丽;王水锋;李崧【摘要】报道了氟氧化物纳米相玻璃陶瓷Tb(0.7)Yb(5)∶FOV的红外量子剪裁研究,测量了从可见到红外的荧光发光光谱、激发谱、和荧光寿命,分析了{1([5 D4→7 F6](Tb3+),2([2 F7/2→2 F5/2] (Yb3+)}的红外量子剪裁现象,发现了487.0nm光激发5 D4能级和378.0nm光激发(5 D3,5 G6)能级的理论量子剪裁效率ηx％Yb 依次分别为121.35％和136.27％.首次发现了一种新颖的合作(共协)下转换发光现象{2([(5 D3,5 G6)→5 D4](Tb3+),1([2 F7/2→2 F/2](Yb+)},即首次发现施主Tb3+离子释放两个小能量光子[(5 D3,5 G6)→5 D4]的能量,导致出现一个受主Yb3+的[2 F5/2→2 F7/2]的中等能量的光子.%The present article reports the infrared quantum cutting study of the nanophase oxyfluoride vitroceramics Tb(0.7)Yb (5. 0) : FOV. The visible to infrared fluorescence emission spectra, excitation spectra and fluorescence lifetime were measured carefully. The infrared quantum cutting phenomenon {l([5D4 →7F6](Tb3+), 2([zF7/2→2F5/2](Yb3+)} was analyzed based on the above experiments. It was found that the' theoretical quantum cutting efficiency is about 121. 35% when 5D4 level is excited by 487. Onm light, and about 136. 27% when (5D3, 5G6) levels are excited by 378. 0 run light respectively. Meanwhile, it is first time for the present paper to find a cooperative downconversion phenomenon {2([(5 D3, 5 G6) →5 D4 ] (Tb3+ ), 1 ( [2F7/2 → 2F5/2](Yb3+ )}. That is, the authors found for the first time that the donor Tb3+ ionreleases two pieces of energy [(5D3, 5G6) →5D4] of small energy photon to produce a middle energy photon [2F5/2 →2F7/2] of acceptor Yb3+ ion.【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2011(031)011【总页数】5页(P2914-2918)【关键词】红外量子剪裁;太阳能电池;氟氧化物纳米相玻璃陶瓷Tb(0.7)Yb(5)∶FOV【作者】陈晓波;杨国建;丁卉芬;于春雷;胡丽丽;王水锋;李崧【作者单位】北京师范大学,应用光学北京重点实验室,北京100875;北京师范大学,应用光学北京重点实验室,北京100875;北京大学化学与分子工程学院,北京100871;中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800;中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800;北京师范大学,应用光学北京重点实验室,北京100875;北京师范大学,应用光学北京重点实验室,北京100875【正文语种】中文【中图分类】O482.3太阳能新能源是当前的国际热点研究领域，它是一种高效、国家亟需的、用途广、没污染、廉价、健康、取之不尽用之不竭的新能源［1－7］。