纳米陶瓷
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纳米陶瓷范文第1篇
1 前言
陶瓷材料作为材料业的三大支柱之一,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。陶瓷又可分为结构陶瓷和功能陶瓷,结构陶瓷具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀以及质量轻、导热性能好等优点;功能陶瓷在力学、电学、热学、磁光学和其它方面具有一些特殊的功能,使陶瓷在各个方面得到了广泛应用。但陶瓷存在脆性(裂纹)、均匀性差、韧性和强度较差等缺陷,因而使其应用受到了一定的限制。
随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生。利用纳米技术开发的纳米陶瓷材料是利用纳米粉体对现有陶瓷进行改性,通过在陶瓷中加入或生成纳米级颗粒、晶须、晶片纤维等,使晶粒、晶界以及他们之间的结合都达到纳米水平,使材料的强度、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、磁光学等性能产生重要影响,为陶瓷的应用开拓了新领域。
2 纳米陶瓷的特性
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,也就是说陶瓷的晶粒尺寸、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。由于纳米陶瓷的界面占有可与颗粒相比拟的体积百分比、表面活性高、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.
2.1纳米陶瓷的超塑性
所谓超塑性是指在拉伸试验中,在一定的应变速率下,材料产生较大的拉伸形变。一般陶瓷中,并不具备金属那样的晶格滑移系统,因此,陶瓷材料在通常情况下呈脆性,很难具备超塑性。因为纳米材料具有较大的界面和表面众多的不饱和化学键,界面的原子排列是相当混乱的,原子在外力变形的条件下很容易迁移,因此表现出甚佳的韧性与延展性。同时在纳米陶瓷材料中,晶界相所占的体积分数很大[1]。例如,Nieh 等人在3Y- TZP (3mol%氧化钇的四方多晶氧化锆陶瓷)的陶瓷材料中观察到超塑性达800%。国内的上海硅酸盐研究所研究也发现,纳米3Y- TZP经室温循环拉伸试验后,样品的断口区域发生了局部超塑性形变,形变量高达380%,并在断口侧面观察到了大量的滑移线[2]。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%[3]。纳米陶瓷材料的超塑性潜力,给陶瓷材料在低温度、高应变速率下进行塑性成行加工带来了希望。
2.2纳米陶瓷的铁电性能
陶瓷的铁电性能与它的晶粒尺寸有很大的关系。一般认为,随着晶粒尺寸的变小,铁电材料的铁电性能降低,而且存在一个临界尺寸,当材料的晶粒大小低于这个尺寸时,铁电材料的铁电性消失。各种铁电材料的临界尺寸一直是人们研究的热点,在所有的铁电材料中,钛酸钡陶瓷的临界尺寸是研究最多的。研究表明: 当晶粒尺寸小于1?m时,随着陶瓷晶粒的变小,钛酸钡陶瓷的介电常数减少[4]。但当晶粒尺寸在纳米范围内时,这个规律发生了变化,当晶粒尺寸为50nm时,钛酸钡陶瓷的介电常数约为780[5];当晶粒尺寸为30nm时,钛酸钡陶瓷的介电常数约为1600[6],但当晶粒尺寸为8nm,它的介电常数增大到1800[7]。
2.3纳米陶瓷的增韧
由于纳米陶瓷的晶粒尺寸极小,纳米材料具有很大的比表面积,表面的原子排列混乱,纳米晶粒易在其它晶粒上运动,使纳米陶瓷在受力时易于变形而不呈现脆性。室温下,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。另外,在微米级的陶瓷中引入纳米相,可以抑制基体晶粒长大,使组织结构均化,有利于改善陶瓷材料的力学性能。再如在陶瓷制品中添加适量的纳米SiO2,不但大大降低了陶瓷制品的脆性,而且使其韧性一跃几倍至几十倍,光洁度明显提高。张宏泉研究结果表明:纳米SiO2的存在使AlN陶瓷在氧化过程中形成Mnllite保护层,故AlN陶瓷具有良好的力学性能及高温抗氧化性能[8]。
3 纳米陶瓷的烧结
对于纳米陶瓷来说,它与其它陶瓷烧结的不同之处在于,普通陶瓷的烧结一般不必过多考虑晶粒的生长,而在纳米陶瓷的烧结过程中必须采取一切措施控制晶粒长大。由于纳米陶瓷粉体具有巨大的比表面积,使作为粉体烧结驱动力的表面能剧增,扩散增大,扩散路径变短,所以纳米粉体烧结与常规粉体的烧结相比,其烧结活化能低、烧结速率快、烧结开始温度降低。
在纳米陶瓷粉体的烧结中,由于扩散速率加快,外加应力和剩余应力共同作用,使小晶粒通过晶界滑移,以一种更致密有效的方式排列[9]。陶瓷粉体的纳米烧结致密化中,粒子之间颈的形成并不是随意的,而是在粒子表面通过相互平行的,结晶排列的小刻面之间的有序配合形成的[10]。因此要获得纳米陶瓷,必须控制其晶粒长大。本节主要介绍应用广泛并且比较流行的纳米陶瓷的一些特殊的烧结方法并对其烧结机理进行解释。
3.1两步烧结法
一般的无压烧结是采用等速烧结进行的,即控制一定的升温速度,到达预定温度后保温一定时间获得烧结体。在无压烧结中,由于温度是唯一可以控制的因素,因此如何选择最佳的烧结温度,从而在控制晶粒长大的前提下实现坯体的致密化,是纳米陶瓷制备中最需要研究的问题。两步烧结法的目的是要避开烧结后期的晶粒生长过程,其基本做法是:首先,将烧结温度升至较高的温度,使坯体的相对密度达到70%左右;然后,将烧结温度降到较低的温度下保温较长的时间使烧结继续进行而实现完全的致密化,这一阶段晶粒没有明显生长。从烧结理论上看,两步烧结法是通过巧妙的控制温度的变化,在抑制晶界迁移(这将导致晶粒长大)的同时,保持晶界扩散(这是坯体致密化的动力)处于活跃状态,来实现在晶粒不长大的前提下完成烧结的目的。运用两步烧结法,得到了密度高达99%以上,晶粒尺寸为60nm的Y2O3陶瓷和晶粒尺寸仅为8nm完全致密的BaTiO3陶瓷(清华大学制备) [7,11]。
3.2放电等离子烧结(SPS)
SPS(Spark Plasma Sintering)最早出现在20世纪60年代,如今的SPS是在PAS(Plasma Activated Sintering)的基础上设计出来的。SPS除了象传统的热压烧结通过电产生的焦耳热和加压造成的塑性变形这两个因素来促使烧结过程的进行外,还在压实颗粒样品上施加了由特殊电源产生的直流脉冲电压,并有效地利用了粉体间放电所产生的自发热作用。外加脉冲电流使晶粒表面大大活化,激活能与无压力烧结相比大幅度下降,同时能实现试样整体快速加热至烧结温度并借助压力驱动,使致密化加速而不使晶粒迅速长大。SPS系统可用于短时间、低温、高压(500~1000MPa)烧结,也可以用于低压(20~30MPa)、高温(1000~2000℃)烧结,因此可广泛地用于金属、陶瓷和各种复合材料的烧结,包括一些难以烧结的材料。用SPS方法,人们成功烧结得到了晶粒尺寸为的30nm的致密BaTiO3陶瓷[6]。
3.3微波烧结
微波烧结是利用微波电磁场中陶瓷材料的介质损耗使材料整体加热至烧结温度而实现烧结和致密化。微波烧结的原理与常规烧结工艺有本质的区别:常规烧结时热量是通过介质由表向里扩散,而微波烧结则利用了微波的体加热特性,即材料吸收的微波能被转化为材料内部分子的动能和势能,使材料整体同时均匀加热,因此其加热和烧结速度非常快;由于材料内外同时均匀受热,使试样内部的温度梯度很小,从而可使材料内部热应力减至最小,这对于制备超细晶粒结构的高密度、高强度、高韧性材料非常有利。此外,在微波电磁能的作用下,材料内部分子(或离子)的动能增加,使烧结活化能降低、扩散系数提高,因此可实现低温快速烧结,使微粉晶粒来不及长大就已完成烧结,从而制备出保持微细晶粒的烧结体。另外,微波辐射加热主要通过材料中的电偶极子来实现,材料中这种偶极子的主要位置就是晶界12]。
3.4 超高压烧结
超高压烧结指在大于1GPa的压力下进行烧结。其特点是,不仅能够使材料迅速达到高密度,晶粒尺寸可以达到纳米范围内,而且使晶体结构甚至原子、电子状态发生变化,从而赋予材料在通常烧结或热压烧结工艺下所达不到的性能,而且可以合成新的材料[13-18]。
对纳米材料来讲,高压烧结过程中的烧结动力主要有两个方面:
(1) 没有施加外力时的烧结动力,由晶粒曲率的变化而引起;
(2) 外力作用下的烧结动力。在高压烧结时,施加压力可促进烧结致密化,并降低烧结温度,可根据默瑞的热压致密化方程(塑性流动理论)[19]来解释。
4 纳米复相陶瓷
纳米复相陶瓷是指通过有效的分散、复合而使异质相(第二相)纳米粒子均匀弥散地分布在陶瓷基体中而得到的复合材料。Newnham[20] 将纳米复相陶瓷按联缀模式作了如下分类:0-0、0-1、0- 2、0-3、1-1、2-1、2-2、2-3、1-3、3-3(数字代表维数,前一数字表示第二相,后一数字表示基体相)。Niihara[21] 将纳米复相陶瓷按微观结构分为4类:晶间型-A、晶内型-B、混合型-C、纳米/纳米复合型- D。在前3类中,基体相可以是非纳米相,纳米尺寸的二次相颗粒分布在基质材料的晶粒之中或晶粒之间,二者直接键合甚至形成共格结构,因此,不仅可以提高陶瓷材料的力学性能,还可以提高陶瓷材料的高温性能;纳米/纳米复合材料中两相都由纳米级尺寸晶粒组成,这种微观结构使纳米复相陶瓷具有纳米材料的特性。
人们研究纳米复相陶瓷的主要目的是充分发挥陶瓷的高硬度、耐高温、耐腐蚀性并改善其脆性, 应用于高温燃气轮机、航天航空部件等。人们对纳米复相陶瓷的研究也主要集中在它的制备和特性上。常用的烧结纳米陶瓷的方法都可以来烧结纳米复相陶瓷方法。在陶瓷基体中引入纳米分散相并进行复合,所制得的纳米陶瓷复合材料的综合力学性能更是得到大幅度提高。上世纪90年代末,日本Niihara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,如Al2O3/SiC(体积分数为5%) 晶内型纳米复合陶瓷的室温强度达到了单组分Al2O3 陶瓷的3~4倍,在1100℃强度达1500MPa[22,23]。Tatsuki 等人对制得的Al2O3/SiC纳米复相陶瓷进行拉伸蠕变实验,结果发现伴随晶界的滑移,Al2O3 晶界处的纳米SiC 粒子发生旋转并嵌入Al2O3 晶粒之中,从而增强了晶界滑动的阻力,也即提高了Al2O3/SiC纳米复相陶瓷的蠕变能力[24]。纳米复相陶瓷性能提高的原因是纳米颗粒超细微粉分布在材料在内部晶粒内,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。
5 展望
随着移动通讯和卫星通讯的发展,尤其是近些年来,功能陶瓷的一个重要的发展趋势就是器件重量不断减轻、尺寸不断缩小。小型化、集成化、片式化、多层化、多功能化渐渐成为发展的/微型化的技术基础。功能陶瓷纳米化、纳米陶瓷、纳米器件是信息陶瓷进一步发展的必然趋势,也正成为国际研究的一个新的热点。正因为纳米陶瓷具有优良力学性能和某些特殊的功能,使纳米陶瓷在多方面都有广泛的应用,并在许多超高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作用,具有广阔的应用前景。
纳米陶瓷的烧结与常规材料的烧结有很大的不同,要从根本上解决纳米陶瓷的烧结问题,需要进行新的烧结理论的研究和大量的试验。由于纳米材料有很多新奇的特性,使纳米陶瓷的烧结出现了很多新问题,经典的陶瓷材料烧结前期、中期和后期的烧结理论已不再适用于纳米陶瓷,如两步法烧结的第二步需要很长的烧结时间,而放电等离子烧结、超高压烧结和微波烧结等都只需要很短的时间,因此,有必要对纳米陶瓷粉体的致密化过程加以重新认识,以建立新的纳米陶瓷粉体烧结理论。另一方面,通过大量的试验,运用不同的烧结方法来探索纳米陶瓷的烧结行为,得到最优的烧结方法。对于纳米复相陶瓷来说,在组织与结构上向更精细方向进行优化和控制,在组成上向多相复合化的方向组合,在性能上向多功能方向耦合,由结构复合向结构功能一体化方向发展,使纳米陶瓷材料不仅满足力学性能的要求,同时还具有声、光、电、磁、热等某方面或多方面的性能。
目前纳米陶瓷材料的研究尚属起步,许多工艺问题有待解决,纳米陶瓷许多新的性能需要挖掘。如做外墙用的建筑陶瓷材料则具有自清洁和防雾功能,而且随着陶瓷尺寸达到纳米范围内时,陶瓷的各种性能随晶粒尺寸变化的规律即“尺寸效应”还没有被人们掌握,同时,对纳米陶瓷新颖的性能的机理等许多方面也需要进一步研究。随着科学技术的迅速发展和新工艺的运用,如何用更好的和普遍适用的烧结方法来烧结得到纳米陶瓷和发现纳米陶瓷新的性能将是以后人们研究的重点。
参考文献
[1]Langdon T G, The role of grain boundaries in high tempera ture
deformation [J]. Materials Science and Engineering A, 1993, 66
(1-2):67-79.
[2]郭景坤,徐跃萍. 纳米陶瓷及其进展[J]. 硅酸盐学报, 1992,
20(3):286-291.
[3]Karch J, Birringer R, Gleiter H.Ceramics ductile at low
temperature [J]. Nature, 1987, 330(6148):556-558.
[4]Arot G, Hennings D, With.G D.Dielectric properties of fine-grained
barium titanate ceramics [J]. Journal of Applied Physics, 1985,
58(4):1619-1625.
[5]Zhao Z, Buscagila V, Viviani M, et al. Grain-size effects on the
ferroelectric behavior of dense nanocrystalline BaTiO3 ceramics [J].
Physical Review B, 2004, 70: 024107-1-8.
[6] Buscaglia M T, Viviani M, Buscaglia V, et al. High dielectricconstant
andfrozen macroscopic polarization in dense nanocrystalline
BaTiO3 ceramics [J]. Physical Review B, 2006, 73: 064114-1-10.
[7]Wang X H, Deng X Y, Wen H, et al., Phase transition and
high dielectric constant of bulk dense nanograin barium titanate
ceramics [J]. Applied Physics Letters, 2006, 89:162902-1-3.
[8]刘景春, 韩建成. 纳米SiO2材料的应用[J]. 硅酸盐通报,
1998, 6:52-54.
[9]Theunissen G, Winnubst J, Burggraaf J.Sintering kinetics and
microstructure development of nanoscale Y-TZP ceramics [J].
Journal of the European Ceramic Society, 1993,11(4):315-324.
[10] Carim A.H,Nanophase Matreials:Synthesis Properties
applications, Dordrecht,The Netherlands, 1994, 283.
[11] Chen I W, Wang X H. Sintering dense nanocrystalline oxide
without final stage grain growth [J]. Nature, 2000, 404:168-171.
[12] Wong G P.Enhancing overall mechanical performance of
metallic materials using two-directional microwave assisted
rapid sintering [J]. Scripta Materialia, 2005, 2(6):479-483.
[13] 袁望治,田卫,郭捷等.纳米ZrO2( 4Y)的快速高压烧结研究[J].
高压物理学报, 2001, 15(4):259-264.
[14] 李蔚,高濂,洪余生.快速烧结制备纳米Y-TZP材料[J].无机材
料学报, 2000,15(2):269-274.
[15] 鲜晓斌,谢茂林,罗德礼. 纳米SiC陶瓷的超高压烧结研究[J].
硅酸盐学报, 2009, 37(7):1268-1272.
[16] Skandan G, Processing of nanostructured zirconia ceramics [J].
Nanostructured Materials, 1995, 5(2): 111-126.
[17] Liao S C, Chen Y J, Kear B H, et al.high pressure/low
temperature sintering of nanocrystalline alumina [J]. Nanostructured
Materials, 1998, 10(6): 1063-1079.
[18] Xiao C J, Jin C Q, Wang X H.Crystal structure of dense
nanocrystalline BaTiO3 ceramics [J].Materials chemistry and
physics, 2008, 111: 209-212.
[19] 黄培云. 粉末冶金原理[M].北京:冶金工业出版社,1997:
332-333.
[20] Newnham R E, Skinner D P, Cross L E.Connectivity and
Piezoelectric-pyroelectric composites[J].Materials Research
Bulletin, 1978, 13: 525-536.
[21] Niihara K. New design concept of st ructural ceramics-ceramic
nanocomposites [J]. Journal of the ceramic Society of Japan.
1991, 99 (10): 974-982.
[22] Hirano T, Niihara K. Microstructure and mechanical properties
of Si3N4/SiC composites[J]. Materials Letters, 1995, 22: 249-254.
[23] Hirano T, Niihara K. Thermal shock resistance ofSi3N4/SiC
nanocomposites fabricated from amorphous Si-C-N precursor
powders [J]. Materials Letters, 1996, 26: 285-289.
[24] Tatsuki D, Atsushi N.Tensile creep behavior of alumina/sillicon
纳米陶瓷范文第2篇
关键词纳米陶瓷，团聚，表面改性，应用
1前 言
纳米材料为颗粒或尺寸在一维尺度上小于100nm，并且具有截然不同于块状材料的电学、磁学、光学、热学或力学性能的一类材料体系[1]。其介于团簇与体相之间的特殊状态，具有宏观体相的元胞和键合结构[2]，赋予了纳米微粒许多优异的性能，如小尺寸效应、表面与界面效应、体积效应、宏观量子隧道效应等。
Si3N4、AlN、TiN、SiC、BN等陶瓷纳米粉体是一类高性能的纳米材料，除了具备纳米级材料所特有的效应，还保持了陶瓷材料的高硬度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等性能。目前，科研工作者已研究了其在塑料、橡胶、聚氨酯等材料中的应用，制备了一系列性能优异的复合材料。但是由于纳米粒子的比表面积大，表面能高，具有很高的活性，处于非热力学稳定状态，且在使用过程中分散性差，易于团聚[3～4]，所以在应用上还存在着技术瓶颈。因此，在制备和应用的过程中需要通过对其进行表面改性处理，以更好地发挥其特殊的功能效应。
2陶瓷纳米粉体的表面改性与应用
2.1 纳米氮化硅（Si3N4）
纳米Si3N4表面呈叔胺结构（Si3N），由于其表面积大，表面硅原子的化学键得不到饱和，存在着许多硅悬键（N3Si0）。当它们暴露于空气中时，该结构具有很高的反应活性，能与空气中的水和氧发生缓慢的反应，而在粉体的颗粒表面生成一系列的表面活性基团。对纳米氮化硅粉体的XPS和FTIR分析表明，颗粒表面的吸附杂质主要是O2及CO2、H2O。
纳米Si3N4的改性方法有化学方法和物理方法两种，其中化学方法有偶联剂法、表面活性剂法、大分子法等。王君等人[5]用硅烷偶联剂缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH-50）对纳米氮化硅进行表面改性，实验证明该方法有效、可行，并且KH-50的最佳用量为氮化硅用量的1%。田春燕[6]通过实验发现加入适量的表面活性剂能改善纳米Si3N4的分散效果，阳离子型表面活性剂聚甲基丙烯酸胺的分散效果优于非离子型表面活性剂吐温280；分散体系的pH值也影响纳米Si3N4粉的分散效果。张卫昌[7]等人用液体羧基丁腈橡胶对纳米Si3N4粉体表面进行改性研究，处理过的Si3N4粉体粒径明显减小，在有机溶剂中的分散性良好；亲水性减小，亲油性增加，表面自由能明显降低，处理后的纳米Si3N4粉体更容易在聚合物中分散。
纳米粒子物理改性的手段可分为机械力分散法、超声波分散法、高能处理法等。F.Brenscheidt[8]等人用高强度脉冲法对Si3N4陶瓷的纳米粉体进行表面修饰，发现其力学性能尤其是抗磨性能得到很大的提高。
氮化硅[9]既可作发动机零部件和刀具材料，又可做抗腐蚀和电磁方面的材料，但其塑性变形能力差、韧性低、不易形变。由于纳米粉末具有巨大的比表面积，使作为粉末性能驱动力的表面能剧增，扩散速率增大，路径变短，因而烧结致密化速度加快，温度下降，烧结时间缩短，既可获得很高的致密化又可获得纳米级尺度的显微结构，这样的纳米陶瓷具有最佳的力学性能，还有利于减少能耗，降低成本。纳米Si3N4的烧结温度比微米级的降低了400～500℃。许多研究还发现，将纳米氮化硅粉体加入聚合物中也有望提高聚合物复合材料的相关性能：夏茹等[10]用粒径为20nm的纳米氮化硅(Si3N4)填充丁腈橡胶(NBR)制备纳米橡胶复合材料，用大分子偶联剂对纳米Si3N4进行表面处理，研究了复合材料的力学性能和热老化性能等。结果表明，纳米Si3N4的加入一定程度上提高了NBR的撕裂强度、拉伸强度、耐磨性等，明显降低了内耗，改善了橡胶的动态力学性能和耐热老化性能。董英鸽等人[11]以微米级氮化硅为起始原料，加入纳米氮化硅来增强基体，随着加入量的增加，显气孔率增加，吸水率增加；加入3wt%的纳米氮化硅时，试样的体积密度最大，抗弯强度、洛氏硬度、断裂韧性最好，具有较理想的显微结构。
对纳米Si3N4粒子进行适当的表面改性可有效阻断在高表面能作用下的团聚现象，继续保持纳米Si3N4粒子的特有性能，从而拓展了纳米Si3N4的应用领域。
2.2 纳米氮化铝（AlN）
红外光谱测出在氮化铝粉末表面存在着-OH、-NH-和-NH2等活性基，因此可以认为在氮化铝表面同样发生了类似于氮化硅表面所发生的表面化学反应。此外，氮化铝粉末由于表面活性较高，易与空气中的水蒸气发生反应，因此氮化铝粉末表面还会包覆Al(OH)3或AlOOH（铝水合物）的薄膜。
徐征宙[12]等人用硅烷偶联剂KH-550对纳米AlN粉末表面进行修饰改性并采用XRD和红外光谱分析了硅烷处理AlN粉末的修饰机理。马文石[13]对纳米AlN粉用偶联剂-苯乙烯接枝进行表面修饰，显著提高了其抗水解的能力，室温下长达一个月遇水不发生变化；在70℃的热水浴浸泡24h，其悬浮液pH值仍能保持在7.0。其最佳工艺条件是：以无水乙醇为溶剂、处理剂的加入量为5wt%、70℃反应3h，活化指数可以达到1.0。
AlN陶瓷纳米粉体本身具有极好的热稳定性和优良的导热性，当表面经修饰处理的纳米陶瓷粉体在橡胶基体中均匀地分散并达到良好的相容时，不仅对橡胶具有明显的补强效果，而且能将橡胶动态内耗生热有效导出，从而提高橡胶耐动态热老化性能，延长其寿命，特别适合制造汽车橡胶减震件。王涂根[14]研究了纳米AlN含量对复合材料性能的影响和Cu/AlN复合材料的软化温度特性。结果表明，在烧结过程中，弥散分布在铜基体中的纳米AlN颗粒对致密化以及晶粒长大都有阻碍作用。随着复合材料中AlN颗粒质量分数的增加，材料的密度和导电性呈下降趋势，而硬度出现极大值。复合材料的软化温度达到700℃，远远高于纯铜的软化温度(150℃)，从而提高了材料的热稳定性。
2.3 纳米氮化钛（TiN）
氮化钛具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、抗热震、密度低且硬度高等优异性能，用它作为增强相，可有效提高金属、陶瓷基体材料的力学性能和导电性能。它的熔点比大多数过渡金属氮化物高，而密度却比大多数过渡金属氮化物低，因而它是一种很有特色的陶瓷材料，可用以制造汽车橡胶减震件。
许育东[15]等人运用超声分散技术研究了纳米TiN粉的分散性能并得到了优化的超声及分散工艺参数：分散介质为无水乙醇，加入量为3wt%，超声时间为30～40min。实验发现，分散体系中表面活性剂的引入是必要的，且加入量要合适。加入吐温-80等非离子型表面活性剂比加入十二烷基苯璜酸等阴离子表面活性剂的效果更好。分散体系的pH值对分散状况有一定的影响。
刘宁[16]等人研究了纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具与普通Ti(C，N)基金属陶瓷刀具及硬质合金刀具在切削正火态45钢时的磨损曲线及磨损机理。结果表明：纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具的效果明显；与硬质合金刀具相比，纳米改性金属陶瓷刀具优良的综合性能使其具有更高的耐磨性。夏法锋[17]等人研究的含有纳米TiN粒子的Ni2TiN复合镀层，不仅具有细密的显微结构，而且表现出优良的性能，如较高的硬度以及良好的耐磨性能和耐腐蚀性能。Ni2TiN复合镀层的磨损量大约为纯镍镀层的1/5，其平均腐蚀速率为纯镍镀层的1/3左右，20钢的1/5。
2.4 纳米氮化硼（BN）
氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体，化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮，具有四种不同的变体：六方氮化硼(hBN)、菱方氮化硼(rBN)、立方氮化硼(cBN)和纤锌型氮化硼(wBN)。其中立方氮化硼的硬度仅次于金刚石，但热稳定性和化学惰性远高于金刚石。具有弱铁磁性，在573～973K有氧化性，表面有B2O3保护层（反应式为2BN+3/2O2=B2O3+N2）。而六方氮化硼的突出特点是具有类似石墨的层状结构和很好的性。
王向东[18]以氢氧化法制备出纳米氮化硼包覆微米氮化硅的Si3N4/BN纳米复合粉体，氮气氛下处理后，所得复合粉体经1800℃热压烧结可获得加工性能良好的复相陶瓷。李永利等通过原位化学包覆工艺制备的可加工Al2O3/BN纳米复合材料的抗热震性能明显优于Al2O3基体材料，其热震温差ΔTc从195℃提高到约395℃，抗热震损伤性能也得到相应的改善。
2.5 纳米碳化硅（SiC）
碳化硅为共价化合物，Si-C之间的键合力很强，属于金刚石结构。它的高温强度大，一般陶瓷在1200℃～1400℃时强度显著下降，而碳化硅的抗弯强度在1400℃时仍保持在500～600MPa。碳化硅的热传导能力很高，热稳定性、耐蚀性、耐磨性也很好。作为陶瓷材料，它具有高硬度、高热稳定性及抗腐蚀性；作为半导体材料，它有宽的带隙、耐电击穿、热稳定性好等特点。
李超[19]等人根据置换反应的原理将Cu2+还原为Cu原子，在纳米SiC颗粒表面成核，实现了Cu包覆纳米SiC颗粒。分析表明：复合粉体包覆完全、分散均匀、无明显团聚、大部分呈球形。在空气中会部分氧化，生成一定量的Cu2O，应用时可根据需要进行适当处理。纳米SiC颗粒表面改性后，可以改善其在Cu基合金中的分散性和相容性，满足了表面改性的要求。
车剑飞[20]采用缩聚法在纳米SiC表面接枝了聚缩醛。分析结果表明，纳米SiC表面形成了良好的表面修饰层，接枝物聚缩醛以化学键结合于纳米SiC表面。张巨先、候耀永[21]以pH值缓冲溶液作为沉淀剂，利用非均匀成核法在纳米SiC微粒表面均匀涂覆一层Al(OH)3。通过控制 Al(OH)3的生成量，控制涂层的厚度。涂覆后的SiC粒子表面性质被改变，其水悬浮液表现出类似Al2O3的胶体特性，并且其在水中的分散状况也得到改善。此外，涂覆后的SiC粒子，在1000℃以下具有很强的抗氧化能力。
李建卫[22]等人采用改性纳米SiC粉体对球墨铸铁进行了强韧化处理，研究了不同的纳米SiC粉体加入量对球墨铸铁的微观组织、力学性能以及耐磨损性能的影响。结果表明，经改性的纳米SiC粉体强韧化处理后，球墨铸铁的韧性和耐磨损性能提高，其中的石墨球尺寸减小，圆整度提高，铁素体含量增多。当粉体加入量为0.11%(质量分数)时，其延伸率和冲击功分别增加了19%和194%。耐磨损性能提高的原因是石墨球形态的改善和基体组织韧性的提高。
喻丽华[23]用分散良好、界面结合良好的纳米SiC改性酚醛树脂，用超声波对纳米SiC进行物理分散，用偶联剂对其进行表面化学改性。经表面改性的SiC纳米粒子酚醛树脂较纯酚醛树脂的热稳定性要好。
由于SiC纳米粉制得的涂层具有更为优良的耐高温强度、耐磨性，可作为结构材料广泛应用于航空、航天、汽车、机械、石化等工业领域；SiC材料的高热导率和高绝缘性等特性，使其可在电子工业中作大规模的集成电路的基片和封装材料；SiC纳米涂层也是高温结构陶瓷的理想材料，可涂覆在高温燃气轮机的转子、喷嘴、燃烧器、高温气体的热交换器部件上，以及发动机的汽缸和活塞等部件上，还可作为核反应堆材料及火箭头部雷达天线罩等。高热辐射性是SiC纳米涂层的一个很有实用价值的特性。将SiC纳米涂层喷涂于各种加热炉的内衬上，可增加炉壁的热辐射能力，提高加热元件或炉体与工件之间的热交换强度和速度，实现高效节能的目的[24]。致密的SiC纳米涂层光散射小、在宽电磁波范围内反射率高，因此是迄今为止最为理想的卫星反射镜材料[25]。
3结 论
只有解决好纳米粒子在材料中的团聚问题，纳米粒子的特殊效应才会在材料中得到很好的体现，从而使材料的力学、光学、热学等方面的性能得到较大的提高。由于纳米材料表面处理技术复杂、成本高，以及在不同的应用领域往往需要不同的改性方法，这为改性纳米陶瓷工业化推广带来诸多不便，需要不断探索更简便、更有效的改性方法，从而更广泛地推进纳米陶瓷的应用。
参考文献
1王中林.科学认识纳米科技[N]，科学时报，2001:5～10
2陈开献.混合稀土氧化物与Fe2O3对白云石烧结性能和抗水性能的影响[J].耐火材料，1992（4）：187～190
3 Gbusca,Vlorenzelli,Gporcile,MIBaraton,Pquintard,an Marchand[J].MolecularStructure，1996，16:505～511
4 HalperinW.P.，RewofModernPhys，1984，58:1453
5 王 君，徐国财，吉小利.纳米氮化硅粉粒的表面改性研究[J].无机化学学报，2003（9）：967～970
6 田春艳，刘宁.纳米Si3N4粉末分散工艺研究[J].硅酸盐通报，2006，25（4）：30～31
7 张卫昌，夏茹，林宏云等.液体羧基丁腈橡胶对纳米Si3N4粉体表面处理研究[J].化工新型材料，2007，35（5）：22～24
8 F.Brenscheidt Modication of silicon nitride ceramics with high intensity pulsedion beams[J].Materials Sci-ence and Engineering， A253(1998)86～93
9 尹邦跃.纳米时代[M].中国轻工业出版社
10 夏 茹，朱清仁，章于川等.纳米氮化硅/丁腈橡胶复合材料的制备与性能研究[J].纳米科技，2006，（5）：39～41
11 董英鸽，陈树江，张伟儒.加入纳米氮化硅对氮化硅陶瓷性能与结构影响[J].陶瓷学报，2006，27（1）：97～102
12 徐征宙，曲选辉，段柏华.利用硅烷改善氮化铝粉末抗水解性的研究[J].电子元件与材料，2004，（12）：7～9
13 马文石，董安辉.纳米氮化铝粉末表面修饰的研究[J].电子元件与材料，2006，（5）：62～64
14 王涂根，吴玉程，王文芳等.纳米AlN颗粒增强铜基复合材料的组织与性能研究[J]. 粉末冶金工业，2005，15（4）：21～24
15 许育东，刘宁，李华等.纳米TiN粉分散工艺优化研究[J].硬质合金，2002，19（2）：78～82
16 许育东，刘宁，曾庆梅等.纳米TiN改性金属陶瓷刀具的磨损性能研究[J]. 硬质合金，2002，26（6）：28～31
17 夏法锋，吴蒙华，贾振元等.纳米TiN粒子在Ni2TiN复合镀层中的作用研究[J].金属热处理，2007，32（3）：62～64
18 王向东，乔冠军等.Si3N4/BN纳米复合粉体的制备[J].科学通报，2003，48（2）：132～135
19 李 超，王少卿等.纳米SiC颗粒表面改性研究[J].中国表面工程，2005，（2）：12～18
20 车剑飞，周莉，马佳郡等.纳米SiC表面接枝修饰的XPS研究真空科学与技术学报[J],2005，25（4）：252～255
21 张巨先，候耀永，高陇桥等.非均匀成核法涂覆改性纳米SiC粉体表面研究[J].硅酸盐学报，1998，26（6）：762～766
22 李建卫，陈美玲，高宏等.改性纳米SiC粉体强化球墨铸铁的耐磨损性能[J].与密封，2007，32（4）：47～49
23 喻丽华，何 林，闫建伟.纳米SiC改性酚醛树脂的热稳定性[J].高分子材料与工程，2007，23(3):148～150
24 胡传宋，幼惠.涂层技术原理及应用[M].北京:化学工业出版社，2002，6
25 刘荣军，张长瑞，周新贵等.CVDSiC致密表面涂层制备及表征[J].材料工程，2005，4:3
Surface Modification and Application of Nano-Powder
Wang HaiyanZhang Yuchuan
(College of Chemistry and EngineeringAnhui UniversityHefeiAnhui 230031)
纳米陶瓷范文第3篇
关健词：聚丙烯酸铵；纳米陶瓷釉；减水剂；悬浮
1 引言
釉面作为陶瓷表面层在日常使用过程中不可避免的会与多种污物接触，如水垢、肥皂泡沫、脂肪酸、氨基酸等。由于范德华力、毛细管力、氢键等物理化学作用力，污物容易积聚于釉面或进入微孔中，导致产品被污染。纳米陶瓷釉材料的釉面光滑、平整度高，污物难以吸附，具有一定自洁功能，且抗菌成份的加入可赋予其抗菌功能[1]。因此，纳米陶瓷釉具有良好的研究价值和广阔的市场前景。
陶瓷减水剂是在保持泥浆、釉浆流变性不变的条件下，尽最大可能降低其含水率的一种陶瓷添加剂。它的主要功能是节能降耗、提高产品质量、减少坯体破损率。高效有机减水剂还兼有增强和助磨作用。我国的陶瓷产业很大，陶瓷产品的生产历史久远，但陶瓷助剂的总体研究水平不高。1993年以前，我国的陶瓷减水剂以水玻璃、碳酸钠、三聚磷酸钠、腐植酸钠、焦磷酸钠等为主，以单一或复合形式加入。1993年以后，取而代之的是第二代减水剂，包括腐植酸盐D硅酸盐复合物、腐植酸盐D磷酸盐复合物、磷酸盐D硅酸盐复合物、天然产物改性类高分子电解质等[2-3]。新型聚羧酸系减水剂的研发直到近年才逐渐开展，大部分产品的性能还不稳定，适应性较差，单从减水性来说，与国外产品还有较大差距，这也是导致我国的陶瓷生产能耗偏高、节能减排压力突出的主要原因[4-5]。
本文以松发陶瓷生产釉浆为研究对象，实验室条件下合成一种新型聚丙烯酸铵高分子减水剂（F-001），探究该减水剂与市售减水剂对纳米陶瓷釉的解胶、悬浮性能影响，为纳米陶瓷釉实际应用提供借鉴参考。
2 实验
2.1主要原料和仪器
丙烯酸、马来酸酐、聚乙二醇单烯丙基醚、次亚磷酸铵、浓氨水、偏磷酸钠、三聚磷酸钠均为市售工业品，釉浆为潮州松发陶瓷公司提供，陶瓷解胶剂CA 100（自制）。广州科域新材料科技有限公司LND-1型涂-4粘度计；美国Nicolet公司PROTEGE 460型傅里叶红外光谱仪；佛山广日升陶瓷机械行星式球磨机；东莞市琅凌机械有限公司NT-1L型棒梢式砂磨机；成都精新粉体激测试设备有限公司JL-1177型激光粒度测试仪（湿法）；上海科恒实业发展有限公司FL-1型可调式实验电炉。
2.2纳米陶瓷釉的制备
称取一定量生产釉浆搅拌均匀，置于球磨机中研磨4 h。研磨过程中加入适量水和解胶剂CA 100调节工作流速，并定时取样测其粒径分布。研磨完成，将釉浆于150℃条件下鼓风干燥12 h，产物为纳米陶瓷釉。
2.3聚丙烯酸铵减水剂的合成
在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和温度计的250 mL四口烧瓶中加入一定量丙烯酸、马来酸酐、聚乙二醇单烯丙基醚、次亚磷酸铵，搅拌溶解，用浓氨水调节其pH值为中性，继续搅拌加热升温至80 ～ 85 ℃，缓慢滴加引发剂聚合，恒温反应3 h，加入链转移剂，反应终止。将聚合产物冷却至室温，得到淡黄色透明液体，即为减水剂F-001[6]。
2.4测试方法
称取200 g纳米陶瓷釉加入适量水及同等剂量的不同减水剂，快速球磨10 min，测试减水效果。（此方法按照QB/T1545-2015国家标准进行测试）
（1）泥浆流速（相对粘度）：X=T1/T2，T1为100mL浆料从涂-4杯完全流出所用时间，T2为100 mL水从涂-4杯完全流出所用时间。
（2）泥浆触变性：Y=H1/H2，H1为泥浆在涂-4杯中静置30 min后完全流出的时间，H2为静置30 s后完全流出的时间。
（3）含水率：R=（G1-G2）/G1×100%，G1为原浆料质量，G2为浆料于100 ℃干燥箱烘至恒重称得质量[7]。
3 Y果与讨论
3.1纳米陶瓷釉研磨
如图1所示，实验设置总研磨时间为4 h，陶瓷釉粒径随研磨时间增加逐渐变小。当研磨时间在0 ～ 2 h内时， D90逐渐降至原粒径8.9%，D50逐渐降至原粒径16.7%，粒径减小速率快，属于研磨效率区。当研磨时间在2 ～ 4 h时，D90降至原粒径20%，D50降至原粒径30%，粒径减小趋势缓慢，属于研磨功能区。
研磨初期，颗粒粒径大，表面能小，颗粒间吸附能力较弱，球磨介质传递的能量大于颗粒间相互作用能量，且颗粒越粗，形状越不规则，摩擦强度就越大，因此，研磨初期研磨效率高。研磨后期，颗粒粒径小，颗粒间吸附团聚严重，球石传递能量必须克服较大团聚力才能有效破碎颗粒，同时，颗粒表面棱角减少，摩擦强度降低，宏观上表现为釉浆密度增大，触变增高，剪切力增强，因此，研磨后期研磨效率相应降低。
如图2所示，釉浆研磨4 h后，颗粒粒径减小，分布均匀，D90小于0.7 μm，属于次纳米级别。
3.2聚丙烯酸铵表征
对合成聚丙烯酸铵进行红外光谱分析，结果如图3所示。由图3可知，2920 cm-1和2869.9 cm-1处为饱和碳链νC-H峰，1564.2 cm-1和1406 cm-1处为羧酸盐的νC=O-O峰，1352 cm-1处为次甲基δC-H峰，1099.3 cm-1为醚键νC-O-C峰。
3.3聚丙烯酸铵减水剂对纳米陶瓷釉的解胶性能影响
如表1所示，生产釉浆含水率为45%时，浆料过稀，纳米釉浆含水率为45.3%时，不具备流动性。由于纳米釉浆中纳米颗粒含量高，颗粒间分子力、静电力、氢键等容易使其吸附团聚[8]。研磨过程中，颗粒不断受到撞击，表面Si-O、Al-O等化学键被破坏形成较高化学电位，易与水分子氢键缔合，同时，纳米材料比表面积大，吸附水分子较多。因此，纳米陶瓷釉浆流动性差。
在纳米釉浆45.1%含水率的条件下添加0.3% F-001减水剂，纳米釉浆解胶明显，而40.3%含水率条件下添加等量减水剂，浆料流动仍较差，说明在高含水率条件下，添加F-001减水剂可有效解胶纳米陶瓷釉。
3.4不同减水剂对纳米陶瓷釉解胶性、悬浮性的影响
以偏硅酸钠、三聚磷酸钠（STPP）、F-001为研究对象，控制含水率为50%，减水剂掺量在0.3 ～ 0.9%之间，探究不同减水剂在不同掺量条件下对纳米陶瓷釉的解胶、悬浮性能影响。
如图3所示，掺量为0.3 ～ 0.9%，添加偏硅酸钠釉浆流速最大，STPP次之，F-001最小，因此F-001解胶性能最佳，并随着掺量增加，F-001减水剂所对应流速逐渐增加，解胶效果逐渐降低，故F-001最佳掺量为0.3%。偏硅酸钠、三聚磷酸钠随其掺量增加，解胶性能逐渐提升，在掺量为0.9%处与F-001有较接近解胶性能。因此，相比于市售减水剂，F-001具有用量小、解胶效果好的性能优势。
如表2所示，STPP、偏硅酸钠在掺量为0.3%、0.5%时无悬浮性，F-001在0.3%掺量时悬浮值为1.28，0.5%掺量时悬浮值为1.19。因此，F-001悬浮性最佳。
本文进一步探究了高分子减水剂解胶、悬浮性的机理[9～11]：
（1）如图5所示，加入陶瓷减水剂后，减水剂分子定向吸附于釉浆颗粒表面，其带有的阴离子基团会使颗粒表面形成双电子层，釉浆颗粒带上同种电荷产生静电排斥作用，促使其相互分散，从而使得到的釉浆絮凝结构解体，释放出被包裹的水份，有效地增加了浆料的流动性，达到在较低拌合水条件下具有较好流动性的减水目的。
（2）合成的聚羧酸系陶瓷减水剂是具有亲水性长链的高分子聚合物，当其吸附于陶瓷釉浆表面后，减水剂分子中的亲水性长链可以伸展于水溶液中，在所吸附的釉浆颗粒表面形成具有一定厚度的亲水立体层，当浆料颗粒相互靠近达到一定距离时，亲水立体层之间重叠，釉浆颗粒间产生空间位阻作用，阻碍了浆料颗粒的进一步靠近和凝聚，使得釉浆具有较好的分散性和悬浮稳定性。
4 结论
本文通过一步法以丙烯酸、马来酸酐、烯丙基聚氧乙烯醚为原料合成了一种聚羧酸减水剂，在实验室条件下研磨得到纳米陶瓷釉，探究该减水剂对纳米陶瓷釉解胶性能的影响及对比了三种减水剂的解胶、悬浮性能。结论如下：
（1）利用高效研磨设备，在自主研发减水剂CA 100作用下，可快速制备粒径分布均匀的纳米陶瓷釉；
（2）纳米陶瓷釉在含水率45%时，添加F-001减水剂，釉浆解胶性能良好，且减水剂最佳掺量为0.3%；
（3）对比F-001减水剂、偏硅酸钠、三聚磷酸钠对纳米陶瓷釉浆的解胶、悬浮性能的影响，发现高分子减水剂比市售小分子减水剂有更好解胶、悬浮性能；
（4）进一步探究了高分子减水剂的解胶、悬浮机理，主要是静电排斥和空间位阻作用。
参考文献
[1] 张伟， 王斌， 黄月文，等. 聚乙烯醇在纳米釉/原釉复配釉浆中增强效果的研究[J]. 佛山陶瓷， 2016， 26（1）：30-32.
[2] 蒋冰艳， 计红果， 廖兵， 等. 聚丙烯酸钠陶瓷减水剂的制备及分散性能研究[J]. 精细化工， 2011， 28（10）：1004-1009.
[3] 计红果， 蒋冰艳. 陶瓷减水剂的研究进展[J]. 广州化学， 2009， 34（4）： 51-54.
[4] 姜玉， 庞浩， 廖兵. 聚羧酸系高效减水剂的研究和应用[J]. 化工进展， 2007， 26（1）： 37-41.
[5] 周守发， 蒋冰艳， 庞浩， 等. 聚丙烯酸D马来酸酐陶瓷减水剂的制备及性能研究[J]. 现代化工， 2012，32（8）： 65-68.
[6] 王斌，刘伟区，庞浩，等.新型聚羧酸系高性能陶瓷减水剂的合成与应用[J]. 广州化学，2013，38（3）：47-51.
[7] 胡飞， 熊伟. 粘土特性及球磨时间对陶瓷原料减水性能的研究[J]. 广东建材， 2012， 28（12）：29-31.
[8] 袁文俊， 周勇敏. 纳米颗粒团聚的原因及解决措施[J]. 材料导报， 2008， 22（s3）：59-61.
[9] 李付萱， 李小瑞， 柳宜强，等. MA/IA/SAS/St四元共聚物超分子分散剂的制备及性能[J]. 精细化工， 2008， 25（4）：313-317.
纳米陶瓷范文第4篇
关键词：纳米氧化锆；制备工艺；工业应用
氧化锆是一种十分重要的结构和功能材料，它具有非常优异的物理和化学性能，它的开发研究与应用，引起了世界各国的高度重视，而制备分散均匀的纳米级ZrO2粉体自然成为了一个重要的研究课题，也是保证其特殊性能的关键。本文介绍了纳米氧化锆粉体的性能，讨论了其制备工艺方法的创新与改进，重点介绍了纳米氧化锆的工业生产应用。
一、性能
基于纳米粉体材料的尺寸效应，氧化锆材料在不断的制备研究过程中，呈现出各种优良特性，比如同时具有氧化性和还原性，同时具有酸性和碱性，以及良好的热稳定性和机械稳定性等。它又是p型半导体，易于产生氧空穴，作为催化剂载体可与活性组分产生较强的相互作用。这些性质使得氧化锆在催化以及其它一些领域展现出广阔的应用前景；由于纳米二氧化锆具有抗热震性强、耐高温、化学稳定性好、材料复合性突出等特点，将纳米二氧化锆与其他材料复合，可以极大地提高材料的性能参数，提高其断裂韧性、抗弯曲强度，提高金属材料的表面特性，即热传导性、抗热震性，抗高温氧化等。
二、制备方法
目前，见诸报道的纳米ZrO2的制备方法主要有物理方法（高温喷雾热解法、喷雾感应耦合等离子体法、冷冻干燥法）和化学法（水解法、沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法、尿素低温陈化法、化学气相沉积法等）。目前因物理法对技术和材质要求苛刻、投资大，化学制备法如溶胶-凝胶法和沉淀法，因其生产工艺简单、产品成本低而成为生产纳米材料的主要方法之一，受到了广大材料研究者的重视。但利用这些方法所生产的纳米材料普遍存在团聚、易长大的问题。团聚使纳米材料比表面积大的优势不能充分发挥；长大指纳米材料存放两、三个月后，纳米颗粒发生重结晶长大。“团聚”和“长大”已经成为当前制约纳米材料发展的严重障碍之一。要制备出纯度高、自分散性好和抗老化能力强的纳米ZrO2，必须在已有制备方法基础上不断研究改进或开发新工艺新方法。
（一）共沉淀－水热法
2005年江西微亿高科技材料有限公司攻克了生产污染难题，研发出“共沉淀－水热法”组合工艺制备方法，可大批量生产高纯度的纳米级氧化锆粉体。
（二）反向沉淀法
尹万忠、宋文植等以乙醇为溶剂，应用反向沉淀法，制备出分散性好、粒度均匀的纳米级ZrO2粉体。其性能测试结果，前驱体粉体经600℃煅烧后，得到晶粒平均粒径为D101＝15.39nm的以四方相为主的纳米级ZrO2粉体，经800℃、1000℃煅烧后，分别得到晶粒平均粒径为D111＝27.29nm和D111＝28.86nm的单斜相ZrO2粉体。采用低表面张力的乙醇为溶剂可以很好的抑制纳米氧化锆粉体团聚的产生。
（三）沉淀－乳化法
王和义、傅依备等人采用沉淀―乳化法制备二氧化锆纳米粉末，ZrO2粉末颗粒分布在40nm以下。采用不同的乳化剂，可获得不同晶型的二氧化锆粉末。当以壬二酸二乙酯做乳化剂时，粉末以单斜晶体为主；以乙二醇为乳化剂时，粉末则以四方晶体为主。
（四）相一步法
核工业二九研究所高级工程师李玉成2006年研究出一种高纯氧化锆粉新方法，即锆粒(粉、屑)（99.995%）与硝酸铵（99.9%）固相一步法生产高纯氧化锆粉ZrO299.99%。
根据研究报道，华中师范大学纳米科技中心利用“压力―热晶”法初步探讨过纳米CuO的抗老化性能，得到的纳米CuO自分散性和抗老化性能都很好。“压力-热晶”法是结合溶胶－凝胶法，并从水热法制备氧化物纳米材料的思路出发，利用空压机或高压气瓶，人为施加压力，开发出的一种新的纳米材料制备方法，核心是通过控制化学反应的动力学条件(温度、压力、浓度和pH值)，保证在液体介质中合成纳米材料，使纳米晶粒自由生长。这一思路，可以尝试在纳米氧化锆粉体的制备工艺上加以利用。
三、应用
（一）相变增韧材料
利用氧化锆的相变可以用来增韧A12O3，CeO2和羟基磷灰石等陶瓷材料，它的引入不仅抑制了基体相颗粒的长大，使晶粒细小而均匀，而且高弹性模量的增强颗粒使得ZrO2相变增韧陶瓷的相变应力明显提高，使得实际贡献在裂纹尖端部位的作用加强，断裂韧性增加。
如氧化钇稳定的立方相氧化锆（简称YSZ）具有优良的氧离子导电性能，是固体氧化物燃料电池和电化学氧传感器的核心材料；氧化钇部分稳定的四方相氧化锆（简称Y-TZP）具有相变增韧特性，作为高强、耐磨、耐腐和高介电损耗等陶瓷构件材料已形成非常广泛的市场，特别是用于制做光纤连接器插针和套管，由于信息产业的飞速发展，其需求量将日益增加。
（二）耐火材料
由于氧化锆的熔点高、导热系数低、化学性能稳定，所以常用做耐火材料。在重工业领域特别是汽车行业有着举足轻重的作用。中钢集团洛阳耐火材料研究院研究制备的ZrO2空心球砖，ZrO2+稳定剂含量不小于99％，其特点是耐高温（使用温度可达到2200℃）、强度大、绝热性能好、化学稳定性优，主要用于操作温度在2000℃以上的超高温设备，如硬质合金的中频感应炉内衬。ZrO2重质砖运用于操作温度在2100℃的超高温新工艺炭黑反应炉工作衬，也用于熔融石英炉内衬。已在全国20多个厂家大面积推广应用，并有相当数量出口美国、巴基斯坦等国，年生产500吨。
（三）精细陶瓷
纳米ZrO2明显提高陶瓷的室温强度和应力强度因子，从而使陶瓷的韧性成倍提高。研究结果表明：复合生物陶瓷材料具有较好的力学性能、化学稳定性、生物相容性，是一种很有应用前景的复合型生物陶瓷材料。现在国外已制备出含有ZrO2的纳米羟基磷灰石复合材料，其强度、韧性等综合性能可达到甚至超过致密骨骼相应性能。在情报通信领域光纤连接器、电子产品、厨房用陶瓷等领域，都有不错的应用前景。河北鹏达新材料有限公司年生产氧化锆粉300吨，ZrO2粉纯度可高达99.95%，各种性能参数波动范围小，质量稳定。生产的部分稳定和全稳定氧化锆陶瓷粉体，已先后批发往台湾、日本，均以A级粉验收，并同国多家企业建立了供需关系，主要应用于结构陶瓷、生物陶瓷和功能陶瓷，超细氧化锆粉广泛应用于高技术陶瓷领域。生产的纳米氧化锆陶瓷CPU散热风扇轴承系列及各类微特电机陶瓷轴承系列。产品广泛地应用于计算机CPU散热风扇、显卡散热风扇及电机制造行业等。该产品特别适用于较恶劣的环境，如高温、强腐蚀等环境。景德镇新纪元精密陶瓷有限公司研发的三项纳米陶瓷新产品“纳米环保陶瓷刀”、“氧化锆基陶瓷内螺旋轴衬”“氧化锆复相陶瓷外螺旋轴套”均列入江西省2006年度重点新产品项目计划。“纳米环保陶瓷刀”可以做到永不生锈，比金属刀硬度更高、耐磨性更好，能解决切削食物的表面氧化，真正体现了现代人的健康环保、时尚新理念。“氧化锆基陶瓷内螺旋轴衬”在污水处理设备上替代硬质合金材料应用，具有比硬质合金材料更耐腐蚀、更耐磨、不生锈、使用寿命长、设备效率大幅度提高的特点。“氧化锆复相陶瓷外螺旋轴套”应用于火力发电和燃油锅炉等离子点火器配套产品，可以实现煤粉锅炉无油点火和稳定燃烧，大幅度节省能源，具有可观的经济效益和巨大的社会效益。
（四）触媒
由于全世界都在对汽车尾气排放进行限制，因此各厂家都在竞相开发排气净化触媒，对二氧化锆提出了高质量、低成本的要求，从而促使二氧化锆在汽车用触媒方面的需求大幅增加；由于使用固体酸二氧化锆材料，在环境触媒方面需求增加；在工业触媒方面，用于石油精炼和制氢的二氧化锆的需求也在增加。
此外纳米氧化锆在传感器材料、电子材料、刀具材料、燃料电池材料、光学材料、催化材料等方面也有着广泛的应用和研究[10]。二氧化锆在数码相机、硬盘基板方面的需求很大，利用其光学特性的液晶显示器和等离子显示器方面的需求也不断增加[11]；利用ZrO2固体电解质性质，可制成第3代燃料电池，它可以将燃料气体与氧气反应时所生成的能量转化成电能。由于其硬度大、熔点高，更重要的是它有优良的抗热震性，广泛应用于制备各类切削工具、工业纺织中的剪刀等。但是氧化锆陶瓷的可加工性能不好，提高氧化锆陶瓷的可加工性是目前的一个研究热点。
山东中舜科技发展有限公司新建了年产300吨规模的生产线，其氧化锆基产品，具有独特的优异性能，主要应用范围：1.高强度、高韧性耐磨制品：磨球、磨机内衬、切削刀具、拉丝模、热挤压模、喷嘴、阀门、滚珠、泵零件、多种滑动部件等；2.耐火材料：电子陶瓷烧支承垫板，熔化玻璃、冶金金属用耐火材料；3.电子材料：测氧探头。具有氧离子导体特性的氧化锆可制造氧传感器材料。
四方晶系、立方晶系的氧化锆可加工成致密烧结零件，为了稳定这些晶体的形态，需要加入一些稳定剂如氧化镁（MgO）、氧化钙（CaO）或者氧化钇（Y2O3）。世泰科（H.C.Starck）的产品系列包括了氧化锆粉末和氧化锆加工零件及成品，具备极高的抗弯曲断裂性、高断裂韧性、高耐摩擦性和耐腐蚀性、低导热性、热膨胀系数与铸铁相近、弹性模量与钢相近、氧离子电导性、极好的摩擦学特性等优点。
江西晶安高科技股份有限公司锆业：公司锆系列产品总年生产规模为30000吨。其中氧氯化锆18000吨，氧化锆2000吨，硫酸锆3000吨，碳酸锆5000吨、其它2000吨。主要用于精密陶瓷、压电元件、电子材料、陶瓷材料、无线电元件、光学透镜、玻璃添加剂、电熔锆砖、陶瓷颜料、瓷釉、光学玻璃、传感器、人造宝石、耐火材料、研磨抛光等行业。
合肥健坤化工有限公司生产的高纯氧化锆ZrO2含量≥99.99％。
深圳市忠正纳米科技有限公司的纳米氧化锆产品，其中HTZr-01为单斜晶型，HTZr-02为四方晶型。03～09型号表示采用不同的表面处理形式。HTZr-01纯度99.9，平均粒径20nm；HTZr-02纯度99.8，平均粒径40nm。可用于功能陶瓷和结构陶瓷，以及宝石材料。
总之，纳米氧化锆粉体材料各方面的优良性能，使其在陶瓷、光学、催化、触媒、耐火、电子、传感器等方面有着重要的应用，因此要以纳米氧化锆材料的各种有效制备方法为基础，不断地研究、改进工艺，开发新工艺新方法，减少晶体缺陷，获得自分散性好、抗老化能力强的氧化锆纳米粉体材料，充分发挥其特殊功能，进一步拓宽其工业化生产和应用的范围。
参考文献：
1、卢瑶，赵同广.纳米氧化锆的液相制备方法及其应用[J].现代技术陶瓷，2004，25(4).
2、Ma Tian(马天)et a1．Rare Metal Materials and Engineering(稀有金属材料与工程)[J].2002，31(Supp．1).
3、漆小龙.纳米级二氧化锆的制备和应用[J].应用化工，2003，32(1).
4、江丽都.二氧化锫陶瓷的现状与展望[J].国外稀有金属，1989，6(3).
5、王焕英，宋秀芹.低温陈化法制备纳米氧化锆及其机理研究[J].人工晶体学报，2004，33(1):130-132.
纳米陶瓷范文第5篇
纳米技术主要是指在0.1～100nm的尺度范围内，研究物质组成体系中原子、分子和电子之间的相互作用与运动规律，其目的是为了满足人们对原子分子的操控，进而按照人类的意志研制出人们所需要的具有某种特定功能的成品。纳米技术是一门高度交叉的综合学科，其诞生于上世纪八十年代，之后开始迅速崛起，成为新兴技术的领跑者。纳米技术主要包括纳米力学、纳米化学、纳米机械学、纳米电子学，纳米材料学等等，现已广泛应用于各个领域，如：医药、通讯、光学、建筑等领域，而目前纳米材料技术是唯一能够实现的纳米技术。
纳米材料技术凭借其独特的光、电、热等性能使建筑材料发生了巨大变化。科研人员通过纳米导电性能开发出导电材料，利用纳米屏蔽紫外线的功能提高PVC塑钢门窗的抗老化黄变性能，结合纳米技术的自洁功能开发出防菌防霉涂料，利用纳米材料增加塑料管材的强度。由此可见，纳米技术已经在各个领域带来了翻天覆地的变化，其应用具有十分广阔的市场前景，本文详细论述了纳米材料在建材中的应用以及该技术带来的巨大经济效益。
一、纳米技术在玻璃、陶瓷中的应用
普通的玻璃由于在使用的过程中容易吸附有机物，会形成有机污垢，难以清洗。同时，在雨天或者使用水进行清洗的过程中容易形成水雾，严重影响玻璃的反光度。而以纳米技术制作的玻璃则较为坚硬而且具有很强的透光性能，将融入科学技术的纳米玻璃用作住宅玻璃、屏幕玻璃可大大省去人工清洗的过程。通过TiO2纳米薄膜形成的纳米玻璃在阳光的作用下还可以有效分解甲醛和氨气等有害气体，解决了普通玻璃使用方面存在的缺陷。
与玻璃相比，陶瓷的抗腐蚀性和耐高温性得到人们的认可，因此在建筑行业得到了广泛的应用。然而陶瓷还存在一定的易碎性，所以在使用过程中受到了一定限制。而纳米SiC、Si3N、ZnO、SiO2、TiO2、A12O3制成的陶瓷材料具有高强度、高韧性、耐磨性等特点，其塑性性能能够吸收相当部分的外来能量，有效解决了普通陶瓷易碎易被破坏的缺陷。火箭喷气口的耐高温材料选用纳米金属陶瓷作为耐高温材料，由此可见，在陶瓷基中加入纳米级的金属碳化物纤维除了可以提高陶瓷的使用强度外还具有较强的抗烧蚀性，故将纳米技术应用于陶瓷中具有很广阔的市场前景，其防腐耐热的功能在很大范围内改变了材料的力学性质，方便了人们的日常生活。
二、纳米技术在防护、保温材料中的应用
随着科学技术的不断发展，人类社会的整体生活水平有了显著提高，人们对物质生活与精神生活的追求也有了更高的标准，居住环境作为影响人类生活质量的重要组成部分，因此，建筑的安全性、舒适度，周边交通的便捷性等都将成为现代建筑艺术不可忽视的因素。建筑艺术是建筑师赋予建筑物的灵魂，在现代建筑中不乏一些造诣高超极具时代气息、人文色彩和审美价值的代表建筑作品，如澳大利亚的悉尼歌剧院、法国埃菲尔铁塔和我国国家体育馆鸟巢等。除了建筑艺术以外，人们对建筑材料的要求也越来越高，因此对对于建筑物的防护、保温性能要求近乎苛刻。在日常生活中，很多居民区都会有漏水、潮湿的情况发生，这是由于施工的时候，施工方所用的防水材料耐腐性较差，如何提高这些日用材料的防水性能是建筑工程界研究的新课题。而北京建筑研究院研制的纳米防水卷材具有较好的光稳定性、韧性以及热稳定性，因此具有较广泛的应用前景，能够很好的满足防水材料高强、耐腐蚀的要求。
随着节能减排方针的实施，保温材料也更加注重其保温性能。由于技术水平和能源资源的限制，我国目前使用的保温材料会对人体产生一定的危害，如聚氨酯泡沫燃烧后释放有毒气体，石棉与纤维制品含有致癌物质，而通过纳米技术开发研制的新型保温材料就能有效避免传统材料存在的问题，一些基料经过提炼成为了绿色无污染的材料，并被社会大众所接受和认可。
三、纳米涂料及纳米水泥的应用
涂料通常是用于建筑的内墙和外墙粉刷，传统涂料通常存在光洁度不够，悬浮稳定性差等缺陷，而新型纳米复合涂料则是在涂料中添加纳米粉体等技术，以实现耐老化、抗辐射等特点，在建筑行业展现了独特的魅力。纳米材料的应用有利于实现材料的功能性转变，用纳米材料改性的纳米有机无机复合乳液制备外墙涂料、纳米二氧化硅系列胶体用于外墙涂料等，可以提高涂层户外的耐水性、耐擦洗性以及涂料悬浮稳定性。普通水泥混凝土由于其刚性大、柔性小，以及自身具有的一些固有缺陷，导致其在使用过程中容易产生开裂和破坏。纳米混凝土的出现使得这一问题得到有效解决，与普通混凝土相比，纳米混凝土被应用于很多行业和领域中，很大程度上提高了建筑工程的施工质量，同时也为人们的生产和生活提供了便利。
纳米技术作为一门新兴学科为新技术发展提供了强大助力，更被人们成为当前最具发展潜力和发展前景的技术。纳米技术不仅在建筑材料发面发挥了强大的作用，同时也被应用于人们的日常生活中，在技术发达的国家，纳米技术已经存在于化妆品、服装等一些与人们生活紧密相连的产品中，有效的改善人们的生活环境，为现代社会提供了便捷，相信在不久的将来，人们会进入一个全新的纳米时代。
纳米陶瓷范文第6篇
纳米陶瓷卷发器最不伤头发。负离子：无负离子养护功能，陶瓷面：纳米陶瓷技术，很平滑。
升温速度：21秒，温度：120～200℃可调节温度。纳米陶瓷技术，减轻头发在高温下的伤害，快速加热功能，即插即用。
（来源：文章屋网 ）
纳米陶瓷范文第7篇
关键词:纳米技术；新型建材；应用；前景
一、纳米涂料的应用
通常传统的涂料都存在悬浮稳定性差，耐老化、耐洗刷性差，光洁度不够等缺陷。而纳米涂料则能较好的解决这一问题，纳米涂料具有下述优越的性能:(1)具有很好的伸缩性，能够弥盖墙体细小裂缝，具有对微裂缝的自修复作用。(2)具有很好的防水性，抗异物粘附、沾污性能，抗碱、耐冲刷性。(3)具有除臭、杀菌、防尘以及隔热保温性能。(4)纳米涂料的色泽鲜艳柔和，手感柔和，漆膜平整，改善建筑的外观等。
虽然国内外对纳米涂料的研究还处在初步阶段，但是已在工程上得到了较广泛的应用，如北京纳美公司生产的纳米系列涂料已大量应用于北京建欣苑、建东苑等住宅区的外墙粉刷，效果良好。在首体改造工程中，使用纳米涂料1700吨，涂刷6万平方米。复旦大学教育部先进涂料工程研究中心的专家已研发出了“透明隔热玻璃涂料”。
二、纳米水泥的应用
普通水泥混凝土因其刚性较大而柔性较小，同时其自身也存在一些固有的缺陷，使其在使用过程中不可避免地产生开裂并破坏。为了解决这一问题就必须加速对具有特殊性能混凝土的研发，而纳米混凝土就能有效的解决这样问题，纳米混凝土，与普通混凝土相比，纳米混凝土的强度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有显著提高，同时还具有防水、吸声、吸收电磁波等性能，因而可用于一些特殊的建筑设施中(如国防设施)。通常在普通混凝土中加入纳米矿粉(纳米级SiO2、纳米级CaCO3)或者纳米金属粉末已达到纳米混凝土的性能，而且通过改变纳米材料的掺量还能配置出防水砂浆等。目前开发研制的纳米水泥材料包括纳米防水复合水泥，纳米敏感水泥、纳米环保复合水泥以及纳米隐身复合水泥。
纳米防水水泥是通过在水泥中添加XPM水泥外加剂的纳米材料而制成的，该纳米外加剂掺入水泥后，可以加快水泥诱导期和加速期的水化反应，改善水泥凝固的三维结构，同时提高水泥石的密实度，增强了防水性能。
纳米敏感水泥是在水泥中加入对周围环境变化十分敏感的纳米材料，从而达到改善水泥制品温敏、湿敏、气敏、力敏等性能。根据添加的敏感材料的不同可将纳米敏感水泥用于化工厂的建设、高速路面的铺设等。
纳米环保复合水泥是利用纳米材料的光催化功能，从而使水泥制品具有杀菌、除臭以及表面自清洁等功能。通常是选用TiO2作为纳米添加剂。
纳米隐身复合材料是通过使用具有吸收电磁波功能的纳米材料(纳米金属粉居多)，在电磁波照射时，纳米材料的表面效应使得原子与电子运动加剧，促使电子能转化为热能，加强对电磁波的吸收，从何使材料能够在很宽的频带范围内避开雷达、红外光的侦查，这一材料常用于军事国防建筑等。
三、纳米玻璃的应用
普通玻璃在使用过程中会吸附空气中的有机物，形成难以清洗的有机污垢，同时，水在玻璃上易形成水雾，影响可见度和反光度。而通过在平板玻璃的两面镀制一层TiO2纳米薄膜形成的纳米玻璃，则能有效的解决上述缺陷，同时TiO2光催化剂在阳光作用下，可以分解甲醛、氨气等有害气体。此外纳米玻璃具有非常好的透光性以及机构强度。将这种玻璃用作屏幕玻璃、大厦玻璃、住宅玻璃等可免去麻烦的人工清洗过程。
四、纳米技术在陶瓷材料中的应用
陶瓷因其具有较好的耐高温以及抗腐蚀性以及良好的外观性能而在工程界得到了广泛的应用(如铺贴墙面的瓷砖)，但是陶瓷易发生脆性破坏，因而在使用过程中也受到了一定的限制。使用纳米材料开发研制的纳米陶瓷则具有良好的塑性性能，能够吸收一定量的外来能量。在陶瓷基中加入纳米级的金属碳化物纤维可以大大提高陶瓷的强度，同时具有良好的抗烧蚀性，火箭喷气口的耐高温材料就选用纳米金属陶瓷作为耐高温材料。用纳米SiC、Si3N、ZnO、SiO2、TiO2、A12O3等制成的陶瓷材料具有高硬度、高韧性、高强度、耐磨性、低温超塑性、抗冷热疲劳等性能优点。纳米陶瓷将作为防腐、耐热、耐磨的新材料在更大的范围内改变材料的力学性质，具有非常广阔的应用。
五、纳米技术在防护材料中的应用
通常是在胶料中加入炭黑等以提高材料的防水性能，但这种材料的耐腐蚀性以及耐侯性较差，易老化，研制具有高强、耐腐蚀、抗老化性能的防水材料也是工程界一直在积极研究的问题，纳米防水材料能够很好满足上述要求，北京建筑科学研究院就成功的研制了具有较好耐老化性能的纳米防水卷材，该类防水卷材具有很好的强度、韧性、抗老化性以及光稳定性、热稳定性等。纳米防水卷材具有叫广泛的应用前景，如建筑顶面、地下室、卫生间、水利堤坝以及防潜工程等。
六、纳米保温材料
随着我国推行节能减排的方针，工程界也越来越注重建筑的保温节能性能，我国目前使用的比较多的仍是聚氨酯、石棉等传统隔热保温材料，这些材料在使用过程中容易产生一些对人体有害的物质，如石棉与纤维制品含有致癌物质，聚氨酯泡沫燃烧后释放有毒气体，而通过使用纳米材料开发研制的保温材料则能避免这些弊端，如以无机硅酸盐为基料，经高温高压纳米功能材料改性而成的保温材料不仅具有很好的保温效果，同时对人体也无损害，是一种绿色环保保温材料。
七、纳米技术在其粘合剂以及密封材料和剂方面的应用
对于一些在深海中作业的结构以及其他特殊环境下工作的构件，它们对结构的密封性的要求非常高，已超过了普通粘合剂和密封剂所能满足的范围。国外通过在普通粘合剂和密封胶中添加纳米SiO2等添加剂，使粘合剂的粘结效果和密封胶的密封性能都大大提高。其工作机理是在纳米SiO2的表面包覆一层有机材料，使之具有永久性，将它添加到密封胶中很快形成一种硅石结构，即纳米SiO2形成网络结构的胶体流动，提高粘接效果，由于颗粒尺寸小，更增加了胶的密封性。大型建材机械等主机工作时的噪声达到上百分贝，用纳米材料制成的剂，既能在物体表面形成半永久性的固态膜，产生根好的作用，大大降低噪声，又能延长装备使用寿命，具有非常好的应用前景。
八、结语
纳米技术作为一门新兴的学科，被誉为二十一世纪最具有发展前景的技术，是对未来经济和社会发展产生重大影响的一种关键性前沿技术。纳米技术在建筑材料方面的应用前景非常广阔，纳米技术不仅会推动建材新产品的开发，还将为改善人们的生活环境，提高生活质量做出不可估量的贡献。纳米功能材料已成为国内外研究的热点，目前研究开发工作正处于刚刚起步阶段，还有很多问题还未很好的解决，需要将进一步加速对纳米材料的研究以及推广应用。纳米材料将成为21世纪新型建筑材料的发展新方向，相信在不久的将来，我们将跨入一个全新的材料时代—纳米材料时代。
参考文献
[1]张立德.纳米材料[M].北京:化工出版社，2002.
[2]宋小杰.纳米材料和纳米技术在新型建筑材料中的应用[J].安徽化工，2008，(8):14-17.
[3]杨毅，姜炜，刘宏英，李凤生.纳米复合技术在新型建材中的应用[J].中国粉体技术，2006，(1):43-48.
纳米陶瓷范文第8篇
关键词：陶瓷防腐涂料；机械设备；应用
陶瓷防腐涂料应用在机械设备上不但可以提高设备的性能，其还比较符合当前社会对低碳环保的要求，随着生态污染情况日益严重，国家对各行各业都提出了节能环保的要求，而陶瓷防腐涂料与一般的具有挥发性的有机化合物涂料相比有着较多的优点，其对环境的污染小，而且延长了机械设备的使用寿命，降低了设备运行的成本，其中机械领域有着良好的发展前景。
1 陶瓷防腐涂料的应用优势
陶瓷防腐涂料是一种耐磨型非金属材料，其具有较高的耐酸性以及耐碱性，采用的是人工合成的技术，结合无机聚合技术制成了粉状陶瓷材料，在与无机胶水结合后可以涂抹在任意机械设备上，经过化学处理，可以与机械设备紧密的粘贴在一起。陶瓷防腐涂料具有耐热、稳定性高等优点，还具有良好的延展性以及可加工性，再加入碳化硅后，可以增强抗折强度，应用这种材料提高了设备的机械强度，还增加了设备的耐磨性。将陶瓷防腐涂料应用在机械设备上与这种材料的性能有着较大的关系，首先，其具有较高的刚度，密度非常大，可以使强度达到130MPa左右，这有效的提高了物料的抗冲击能力，在与化学技术结合后，机械设备的强度也大大增强了。
陶瓷防腐次材料还具有良好的韧性以及抗震性，由于机械设备在运行的过程中会受到一定冲击，设备会发生强烈的震动，这时设备表面的材料可能会破裂或者剥落，而陶瓷防腐涂料有着良好的断裂韧性，其受到温度的影响比较小，在极高的振动频率下，也不会出现损坏迹象。陶瓷防腐涂料还具有良好的整体性，在制作这种涂料时采用了补强技术，这改善了材料的性能，一般的陶瓷材料存在体积不稳的问题，很容易出现裂缝，而采用补强技术后实现了无接缝应用。这种材料的环境相容性也比较好，采用的原料具有较强的耐酸性以及耐碱性，所以不容易与矿渣等发生反应，受温度的影响也比较小。陶瓷耐腐蚀性材料的种种特性都使得其在机械设备的应用中发挥着较大的作用，有效延长了设备的使用寿命，也提高了设备的运转效率，发挥了节能降耗的效果，在机械设备的领域的应用中受到了一致好评。
2 陶瓷防腐涂料的分类
2.1 无机纳米耐高温陶瓷涂料
陶瓷防腐涂料是采用无机技术研制而成的，属于无机化合物，其在高温的环境下不容易分解有害物质，应用的范围也比较广。这种材料采用了多种无机材料，采用的是耐高温瓷膜涂料技术，所以具有耐高温的特性，而且硬度比较高，其可以代替，特氟龙，材料，而且比较适合应用在加热炉这一设备上，可以减小辐射，还可以达到节能的效果，有效延长了炉衬炉管的使用寿命。
2.2 无机和有机纳米杂化复合耐高温陶瓷涂料
这种材料既具有无机材料的特性，也具有有机材料的特性，是一种性能优良的复合型材料，实现了两种材料的性能互补。无机和有机纳米杂化复合耐高温陶瓷涂料有着较强的耐高温特性，其可以在900-1200℃的环境下使用。
2.3 耐化学腐蚀陶瓷涂料
涂料主要是用于各种环境下，对于酸、盐类等的抵抗，以获得对于器材等的保护。在工业特殊生产上，该种涂层为了获得综合性能的提高，进行大量的改进）而用于人们的日常生活中时，该种陶瓷涂料主要又以无机、水性等形式来获得绿色环保的性能，不但避免了传统有机涂料对人身安全和环境保护不利的缺点，又进一步对其自身进行改良，使其附着力、柔韧性、综合防腐性得以大大提高。该涂料安全、环保，可直接涂覆、涂层致密、耐磨性强，成本低，防腐性能优良、且常温固化、易喷涂、工艺简单、绝缘性高。同时具有很强的杀菌防霉功能，是一种尤其适用于管道防腐的。
2.4 重防腐耐磨防腐涂料
重防腐耐磨防腐涂料是以环氧树脂为成膜物质，陶瓷粉作为耐磨填料的可在常温固化的双组分涂料、是将纳米、亚微米陶瓷颗粒和树脂结合在一起形成独特的囊状陶瓷，可在常温固化的涂料、由于该涂料中使用三种不同球型结构纳米、亚微米级的陶瓷粉，并合理选择填料的PVC值，使每一个陶瓷粉颗粒均被涂上环氧树脂，紧紧地包在固化膜下，同时具备陶瓷的刚性和环氧树脂的韧性，从而使涂层具有超光滑的表面、极强的抗冲击力和卓越的耐腐蚀性、该涂料具有耐磨性、耐蚀性优异、综合物理、机械性能较高、施工方便等特点。据介绍，油田油气的集输管道、自喷井、注水井和地下管道等设备的内壁除易腐蚀外，还常伴有设备间的摩擦、液态介质冲刷等机械性破坏。在介质的腐蚀作用中、油田污水对设备的损坏最严重。重防腐纳米陶瓷涂料则解决了这一问题。这种涂料同时还可用于钢结构、混凝土结构、复合材料设备的长期防腐。新型耐磨防腐涂料主要应用于各类管道内防腐新型防腐涂料、它解决了不锈钢内衬管在使用中出现的内衬脱落现象、填补了我国在利用陶瓷涂料进行管道内防腐的技术空白。
随着现代科学技术的发展，人造卫星、宇宙飞船、高速列车、汽轮机和发动机的叶轮、舰船的螺旋桨、水轮发电机的叶片、船舶的甲板、远洋货船、海上平台、污水处理槽、以及泵体、泵的叶轮，阀、建筑物的地板、路标漆等，它们受到高速气流和水流的冲刷和机械力的作用，材料的腐蚀和磨损非常严重。油田油气的集输管道、自喷井、注水井和地下管道等一些设备的内壁腐蚀情况也非常严重，设备除去单纯的腐蚀破坏之外，常伴有设备间的摩擦，液态介质冲刷等机械性破坏作用。开发研制具有优异防腐性能和耐磨性能的重防腐纳米陶瓷涂料可以解决这些问题。
结束语
陶瓷防腐涂料有着较多的应用优点，其不但可以提高机械设备的性能，还具有节能、环保等优点，在机械设备领域有着良好的发展前景。机械设备企业应用陶瓷防腐涂料技术，也可以降低生产成本。但是在应用陶瓷防腐涂料时也具有一定缺点，比如涂层的硬度比较大，而且表面过于光滑，是的成膜性较差，涂膜容易发生开裂现象。为了解决这些问题，相关工作人员需要采用喷砂的方式，但是对于大工件则会增加成本与工作量，所以这一材料在推广的过程中受到了一定限制，需要不断的完善与解决。
参考文献
[1]一种新型多功能防腐涂料顺利完成小批量研制[J].宁波化工，2011（03）.