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我國(guó)納米復(fù)相陶瓷制備研究達(dá)到國(guó)際水平
2005-12-16
來源：中國(guó)工業(yè)陶瓷網(wǎng)
責(zé)任編輯：admin
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我國(guó)科學(xué)家在納米復(fù)相陶瓷的制備研究方面已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，由中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所高性能陶瓷與超微結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高濂研究員主持完成的——晶內(nèi)型氧化物基納米復(fù)相陶瓷的制備科學(xué)與性能研究，最近榮獲2003年上海市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
高濂領(lǐng)導(dǎo)的納米陶瓷研究課題組開創(chuàng)性地提出了陶瓷材料晶內(nèi)型納米增強(qiáng)增韌的新概念，首次采用原位包裹法合成高均勻性、高燒結(jié)活性的復(fù)合納米陶瓷粉體，首創(chuàng)用放電等離子體燒結(jié)技術(shù)（sps)實(shí)現(xiàn)了陶瓷材料的超快速燒結(jié)，制備出了多種高性能晶內(nèi)型氧化物基納米復(fù)相陶瓷。原位包裹法克服了傳統(tǒng)工藝中組分不均勻的頑癥，巧妙地實(shí)現(xiàn)了兩種或兩種以上陶瓷組分在納米尺度上均勻復(fù)合，并最大限度地提高了粉體的燒結(jié)活性，從而為后續(xù)的超快速燒結(jié)提供了有利條件。利用SPS超快速燒結(jié)技術(shù)，可以極短的時(shí)間里（幾分鐘到十幾分鐘）實(shí)現(xiàn)陶瓷的致密化，非常短的燒結(jié)時(shí)間能有效抑制燒結(jié)過程中的晶粒長(zhǎng)大，使復(fù)相陶瓷中的一相或多相晶粒尺寸控制在納米量級(jí)，從而大幅度提高陶瓷材料的綜合性能，其中，采用上述技術(shù)制備的sic氧化鋁納米復(fù)相陶瓷，其抗彎強(qiáng)度由基體材料的350Mpa，提高到980Mpa，增幅高達(dá)180%，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
陶瓷材料具有金屬和其他材料不可比擬的耐高溫、耐腐蝕、耐磨性能，在高技術(shù)領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用前景，但是其脆性和低可靠性極大地限制了陶瓷材料的推廣應(yīng)用。這個(gè)項(xiàng)目所取得的突破性研究成果——晶內(nèi)型納米復(fù)相陶瓷材料，有望突破陶瓷材料在結(jié)構(gòu)部件中的應(yīng)用瓶勁。日本新原皓教授、歐洲陶瓷學(xué)會(huì)主席D.P.Thompson教授等國(guó)際知名材料專家對(duì)該項(xiàng)目研究給予了高度評(píng)價(jià)。他們認(rèn)為，高濂等所開創(chuàng)的放電等離子燒結(jié)、納米復(fù)合粉體的包裹法制備以及納米復(fù)相陶瓷方面的研究工作，豐富了陶瓷粉體的制備和燒結(jié)技術(shù)的科學(xué)實(shí)踐，加快了高性能納米陶瓷產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，在陶瓷材料的制備和應(yīng)用史上必將產(chǎn)生里程碑意義的深遠(yuǎn)影響。
高濂領(lǐng)導(dǎo)的納米陶瓷研究課題組開創(chuàng)性地提出了陶瓷材料晶內(nèi)型納米增強(qiáng)增韌的新概念，首次采用原位包裹法合成高均勻性、高燒結(jié)活性的復(fù)合納米陶瓷粉體，首創(chuàng)用放電等離子體燒結(jié)技術(shù)（sps)實(shí)現(xiàn)了陶瓷材料的超快速燒結(jié)，制備出了多種高性能晶內(nèi)型氧化物基納米復(fù)相陶瓷。原位包裹法克服了傳統(tǒng)工藝中組分不均勻的頑癥，巧妙地實(shí)現(xiàn)了兩種或兩種以上陶瓷組分在納米尺度上均勻復(fù)合，并最大限度地提高了粉體的燒結(jié)活性，從而為后續(xù)的超快速燒結(jié)提供了有利條件。利用SPS超快速燒結(jié)技術(shù)，可以極短的時(shí)間里（幾分鐘到十幾分鐘）實(shí)現(xiàn)陶瓷的致密化，非常短的燒結(jié)時(shí)間能有效抑制燒結(jié)過程中的晶粒長(zhǎng)大，使復(fù)相陶瓷中的一相或多相晶粒尺寸控制在納米量級(jí)，從而大幅度提高陶瓷材料的綜合性能，其中，采用上述技術(shù)制備的sic氧化鋁納米復(fù)相陶瓷，其抗彎強(qiáng)度由基體材料的350Mpa，提高到980Mpa，增幅高達(dá)180%，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
陶瓷材料具有金屬和其他材料不可比擬的耐高溫、耐腐蝕、耐磨性能，在高技術(shù)領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用前景，但是其脆性和低可靠性極大地限制了陶瓷材料的推廣應(yīng)用。這個(gè)項(xiàng)目所取得的突破性研究成果——晶內(nèi)型納米復(fù)相陶瓷材料，有望突破陶瓷材料在結(jié)構(gòu)部件中的應(yīng)用瓶勁。日本新原皓教授、歐洲陶瓷學(xué)會(huì)主席D.P.Thompson教授等國(guó)際知名材料專家對(duì)該項(xiàng)目研究給予了高度評(píng)價(jià)。他們認(rèn)為，高濂等所開創(chuàng)的放電等離子燒結(jié)、納米復(fù)合粉體的包裹法制備以及納米復(fù)相陶瓷方面的研究工作，豐富了陶瓷粉體的制備和燒結(jié)技術(shù)的科學(xué)實(shí)踐，加快了高性能納米陶瓷產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，在陶瓷材料的制備和應(yīng)用史上必將產(chǎn)生里程碑意義的深遠(yuǎn)影響。
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