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    今日福彩3d好运彩字谜 纳米科技概论课件第八章2

    福彩3d天中国库好运彩:纳米科技概论课件第八章2.ppt

    纳米科技概论课件第八章2

    一米阳光
    2019-02-26 0人阅读 0 0 0 暂无简介 举报

    今日福彩3d好运彩字谜 www.qwbcf.com 简介:本文档为《纳米科技概论课件第八章2ppt》,可适用于综合领域

    纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷陶瓷材料具有优良的力学性能、耐高温性能、电磁方面的性能及防腐蚀和耐环境的性能但是由于其韧性较低而呈脆性且难于加工严重影响了它的应用范围。纳米陶瓷的出现为这些问题的解决带来了新的希望。纳米陶瓷是纳米材料的一个分支是指平均晶粒尺寸小于nm的陶瓷材料。纳米陶瓷属于三维的纳米块体材料其晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷纳米陶瓷的制备工艺包括纳米粉体的合成、素坯的成型到纳米陶瓷的烧结等方面。虽然从基本的工艺上看纳米陶瓷的制备与普通陶瓷的制备并没有太大的区别(一般都遵循制粉-成型-烧结的工序)但是从具体的技术上看二者有着明显的不同前者比后者对工艺上的要求严格得多。为了获得纳米陶瓷人们在普通陶瓷制备工艺的基础上进行了多方面的研究。一、纳米陶瓷的制备工艺纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷纳米粉体的合成是纳米陶瓷制备的第一步这是因为粉体的性能如化学成分配比、粉体纯度、成分分布、粉体颗粒大小、颗粒尺度分布、团聚状态等等对下一步成型、烧结及最后纳米陶瓷的性能都有极大的影响。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷粉体的合成纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷气相法、液相法、固相法都可用于纳米陶瓷粉体的制备。不过这三类方法在制备纳米粉体方面还是有一些区别的。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷粉体的合成气相法所得纳米陶瓷粉体纯度较高、团聚较少烧结性能也往往较好其缺点是设备昂贵、产量较低不易普及。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷气相法、液相法、固相法都可用于纳米陶瓷粉体的制备。不过这三类方法在制备纳米粉体方面还是有一些区别的。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷粉体的合成固相法所用设备简单、操作方便但所得粉体往往不够纯粒度分布也较大适用于要求比较低的场合。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷气相法、液相法、固相法都可用于纳米陶瓷粉体的制备。不过这三类方法在制备纳米粉体方面还是有一些区别的。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷粉体的合成液相法与气相法相比具有设备简单、无需高真空等苛刻物理条件、易放大等优点同时又比固相法制得的粉体纯净、团聚少很容易实现工业化生产因此最有发展前途。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷成型就是将粉体转变成具有一定形状、体积和强度的坯体。素坯的密度和素坯中显微组织的均匀与否对于陶瓷在烧结过程中的致密化有极大的影响。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷成型纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷纳米粉体由于自身的特点使得达到较高的素坯密度和较均匀的颗粒堆积更加困难。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷成型因为纳米颗粒之间很容易因范德华力而形成团聚这些团聚会使素坯中的颗粒堆积的不均匀性增加同时坯体的密度也较低纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷纳米粉体由于自身的特点使得达到较高的素坯密度和较均匀的颗粒堆积更加困难。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷成型另外由于纳米粒子小单位体积中颗粒间的接触点大大多于普通粉因此在成型时每个接触点都会因摩擦力的作用而阻碍颗粒间的滑动这同样会影响均匀化同时还容易在素坯中留下残余应力使坯体在烧结时破碎。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷纳米粉体由于自身的特点使得达到较高的素坯密度和较均匀的颗粒堆积更加困难。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷成型此外纳米颗粒表面吸附的杂质也有可能对成型造成影响。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷随着对纳米陶瓷制备研究的深入素坯的成型方面也有许多新的进展。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷成型首先传统的干压成型方法得到进一步发展如利用包膜技术减小颗粒间的摩擦以利于提高素坯的密度纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷随着对纳米陶瓷制备研究的深入素坯的成型方面也有许多新的进展。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷成型又如采用连续加压的工艺使粉体团聚破碎、晶粒重排在不同的加压过程中完成使素坯的密度更高。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷随着对纳米陶瓷制备研究的深入素坯的成型方面也有许多新的进展。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷成型提高成型压力则是最主要的发展的趋势如利用电磁脉冲等特殊手段将成型压力提高到~GPa从而使素坯的密度可提高到~左右比普通的等静压成型高出~。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷陶瓷材料的烧结是指素坯在高温下的致密化过程。随着温度的上升和时间的延长固体颗粒相互键联晶粒长大孔隙和晶界渐趋减少通过物质的传递其总体积收缩密度增加最后成为坚硬的具有某种显微结构的多晶烧结体。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷的烧结纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷烧结是陶瓷制备过程中最关键的一步。由于晶粒在烧结过程中极易长大所以对于纳米陶瓷而言烧结更是极其关键的一步。几乎所有关于纳米陶瓷烧结的研究最重要的问题都是如何控制晶粒的长大换句话说就是如何使陶瓷在晶粒不长大或长大很少的前提下实现致密化。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷的烧结纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷由于纳米颗粒表面能大晶粒生长迅速即使在快速烧结的条件下或很低的温度下(如℃)也很容易长到nm以上。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷的烧结纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷因此当前纳米陶瓷研究中人们从烧结动力学的观点出发采取了多种手段控制晶粒的长大除了前面已叙述的包括使用性能良好的粉体、采用超高压等新型成型方法外可供选择的途径还有选择适当的添加剂和采用新型的烧结方法和烧结工艺等。一、纳米陶瓷的制备工艺、纳米陶瓷的烧结纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷超塑性是指在一定应力拉伸时产生极大的伸长形变而不发生破坏的现象。二、纳米陶瓷的结构和性能、纳米陶瓷断裂表面的超塑性形变一般陶瓷的超塑性要在比较高的温度下才能产生只有当纳米陶瓷出现之后才使陶瓷的常温超塑性成为可能。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷断裂韧性是材料极为重要的力学性能之一它表示材料抵抗裂纹扩展的能力断裂韧性越高表明其抵抗裂纹扩展的能力越强。二、纳米陶瓷的结构和性能、纳米AlOZrO陶瓷的室温断裂韧性纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷由于陶瓷为脆性材料提高其断裂韧性具有极其重要的意义。纳米AlOZrO陶瓷具有增韧的作用这一发现具有很大的意义因为从理论上看这提出了另一种增韧的形式从技术上看纳米陶瓷将比普通陶瓷具有更高的可靠性可以更方便、放心地应用。二、纳米陶瓷的结构和性能、纳米AlOZrO陶瓷的室温断裂韧性纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷除了韧性、超塑性外纳米陶瓷在硬度方面也与普通陶瓷不同。纳米陶瓷的素坯由于相对密度常常比较低因而硬度也比普通陶瓷素坯低得多。但经烧结后纳米陶瓷的硬度却比普通陶瓷的硬度高得多。二、纳米陶瓷的结构和性能、纳米TiO陶瓷的硬度分析纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷二、纳米陶瓷的结构和性能、纳米TiO陶瓷的硬度分析显微硬度测试表明虽然纳米TiO陶瓷和粗晶粒TiO陶瓷一样硬度都随着烧结温度的提高而增大但二者有着明显的区别:对应于相同的烧结温度纳米TiO陶瓷硬度均高于粗晶粒的TiO陶瓷。而相对于同样的硬度值纳米TiO陶瓷的烧结温度比粗晶粒TiO陶瓷低几百度。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷二、纳米陶瓷的结构和性能、纳米TiO陶瓷的低温蠕变性能多晶材料的塑性形变通常是由位错运动和扩散蠕变过程引起的。大多数陶瓷在室温下由于位错的运动能力小和位错密度低不能发生塑性形变因此容易产生脆性断裂。在足够高的温度下由于扩散的进行塑性形变才有可能。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷二、纳米陶瓷的结构和性能、纳米TiO陶瓷的低温蠕变性能人们通过理论计算认为如果陶瓷的晶粒更细那么扩散性蠕变将可能在更低的温度下也能进行。如果晶粒由mum减小到nm则蠕变的速度有可能提高倍这就使得陶瓷在低温甚至室温下的超塑性形变成为可能。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷二、纳米陶瓷的结构和性能、纳米TiO陶瓷的低温蠕变性能对纳米TiO陶瓷的低温蠕变性能的研究表明纳米TiO陶瓷即使在形变超过的情况下也未产生任何裂纹密度保持稳定。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷三、纳米陶瓷的应用纳米陶瓷的优异性能为其开辟了广阔的应用前景。在这方面西欧、美国、日本等国都取得了一些具有商业价值的成果。英国把纳米氧化铝与二氧化锆进行混合在实验室已获得高韧性的陶瓷材料烧结温度可降低℃纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷三、纳米陶瓷的应用纳米陶瓷的优异性能为其开辟了广阔的应用前景。在这方面西欧、美国、日本等国都取得了一些具有商业价值的成果。日本正在试验用纳米氧化铝与亚微米的二氧化硅合成莫来石这可能是一种非常好的电子封装材料目标是提高致密度、韧性和热导性纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷纳米陶瓷的优异性能为其开辟了广阔的应用前景。在这方面西欧、美国、日本等国都取得了一些具有商业价值的成果。日本还将SiN微米级粉体表面利用化学溶液化然后氢化还原制备出SiNBN纳米复相陶瓷也就是说今后的纳米陶瓷可具有金属一样的易加工性与超塑性。三、纳米陶瓷的应用纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷三、纳米陶瓷的应用纳米陶瓷的优异性能为其开辟了广阔的应用前景。在这方面西欧、美国、日本等国都取得了一些具有商业价值的成果。德国Julich将纳米碳化硅(小于)掺入粗晶alpha碳化硅粉体中当掺和量为时这种粉体制成的块体的断裂韧性提高了。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷三、纳米陶瓷的应用纳米陶瓷的优异性能为其开辟了广阔的应用前景。在这方面西欧、美国、日本等国都取得了一些具有商业价值的成果。我国的科技工作者已成功地用多种方法制备了纳米陶瓷粉体材料其中氧化锆、碳化硅、氧化铝、氧化钛、氧化硅、氮化硅都已完成了实验室的工作制备工艺稳定生产量大已为规模生产提供了良好的条件。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷三、纳米陶瓷的应用将AlO或ZrO制成纳米材料再烧结制成纳米陶瓷材料是一种新型超硬高耐磨材料可用于特种模具行业及轴瓦和耐磨件的内衬。由于纳米陶瓷有良好的抗冲击性能和塑性可用于制造新型超硬装甲防护板抗弹丸冲击性能良好而且重量轻可减轻装甲车辆的重量。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷三、纳米陶瓷的应用纳米陶瓷还可制成灭菌陶瓷用于洁具、厨房和医院的装璜。纳米陶瓷粉制成的地砖、墙砖及洁具不仅强度高外观致密、美观。氧化锡气敏陶瓷是最常见的气敏材料对许多可燃气体都有较高的气敏性广泛用于有害、有毒及可燃气体报警的气体传感器上做传感元件。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷三、纳米陶瓷的应用添加TiO的SnO气敏材料可用来探测CO、煤气、乙醇等气体。因SnO气敏机理属表象控制型其对气体灵敏度的高低与气敏材料的比表面积有关比表面积越大对气体灵敏度越高。若将SnO气敏材料制成纳米颗粒显然会提高其气体灵敏度。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷三、纳米陶瓷的应用航天液体火箭的涡轮泵及燃气通道等关键零件表面需经受高温、高压和富氧燃气冲刷要求零件表面涂镀耐高温、抗氧化、耐冲刷的高温无机涂层材料。而纳米陶瓷复合涂料就是良好的新材料。纳米科技第八章纳米科技的应用第二节纳米陶瓷三、纳米陶瓷的应用总之随着纳米技术的发展纳米陶瓷的应用范围将愈加广泛纳米陶瓷将成为新世纪很有发展前途的新材料。

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