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目 录1

第1章绪论1

1.1纳米与纳米技术1

1.2纳米材料的特殊性质3

1.3现代陶瓷材料与粉体7

1.3.1现代无机非金属材料7

1.3.2现代陶瓷的由来7

1.3.4现代陶瓷粉体应有的特性8

1.3.3粉体对现代陶瓷材料的重要性8

1.4陶瓷粉体的制备方法简介10

1.4.1固相合成法10

1.4.2液相合成法11

1.4.3气相合成法14

1.5纳米复合材料15

1.5.1纳米复合材料的定义15

1.5.2纳米复合材料的基本性能17

1.5.3纳米复合材料的特殊性能17

1.5.4陶瓷基纳米复合材料18

参考文献23

2.1化学沉淀法制备纳米粉体25

2.1.1醇水溶液加热法制备ZrO2纳米粉体25

第2章纳米陶瓷粉体和纳米复合粉体的制备方法25

2.1.2水解－共沉淀法制备莫来石纳米粉体32

2.1.3化学沉淀法制备ZnO纳米粉体37

2.1.4 TiCl4水解法制备TiO2纳米粉体44

2.1.5共沉淀法制备YAG/Al2O3纳米复合粉体53

2.1.6液相分散包裹法制备Al2O3/Ni纳米复合粉体56

2.2.1 溶胶凝胶法制备BaTiO3纳米粉体59

2.2溶胶－凝胶法制备纳米粉体59

2.2.2 高分子网络凝胶法制备α-Al2O3纳米粉体65

2.3水热法制备纳米粉体69

2.3.1 水热法制备ZrO2纳米粉体69

2.3.2水热法制备四方相BaTiO3纳米粉体73

2.4高能球磨法制备纳米粉体76

2.4.1高能球磨法制备α-Fe2O3纳米粉体76

2.4.2高能球磨法制备TiB2/TiC纳米复合粉体82

2.5.1氨气氮化法制备TiN、CrN纳米粉体86

2.5氨气氮化法制备氮化物纳米粉体86

2.5.2氨气氮化法制备AIN纳米粉体94

2.5.3氨气氮化法制备TiN/Al2O3纳米复合粉体100

参考文献103

第3章纳米复相陶瓷概述105

3.1纳米复相陶瓷的分类105

3.2纳米复相陶瓷的设计原则106

3.3纳米复相陶瓷的烧结107

3.4纳米复相陶瓷中的强韧化机理110

3.4.1 纳米复相陶瓷中的主要增强机理110

3.4.2纳米复相陶瓷中的主要增韧机理112

3.5纳米复合技术在结构陶瓷功能化方面的应用114

参考文献115

第4章碳化物纳米颗粒增强陶瓷基复合材料116

4.1 SiC/Al2O3纳米复相陶瓷116

4.1.1 SiC/Al2O3纳米复合粉体的制备116

4.1.2 SiC/Al2O3纳米复相陶瓷的烧结与显微结构117

4.1.4 SiC/Al2O3纳米复相陶瓷的断裂方式120

4.1.3 SiC/Al2O3纳米复相陶瓷中影响晶内型纳米复合结构形成的主要因素120

4.1.5 SiC/Al2O3纳米复相陶瓷的加工表面特征121

41.6 SiC/Al2O3纳米复相陶瓷的力学性能124

4.1.7 SiC/Al2O3纳米复相陶瓷的可靠性和高温性能126

4.1.8 SiC/Al2O3纳米复相陶瓷的抗高温蠕变性及其内在原因128

4.1.9 高温热处理对SiC/Al2O3纳米复相陶瓷表面裂纹愈合和力学性能的影响130

4.1.10 SiC/Al2O3纳米复相陶瓷的抗热震性133

4.1.11 SiC/Al2O3纳米复相陶瓷的磨损特性134

4.1.12 SiC/Al2O3纳米复相陶瓷的抛光特性136

4.2.1 SiC/Si3N4纳米复合粉体的制备方法137

4.2 SiC/Si3N4纳米复相陶瓷137

4.2.2 SiC/Si3N4纳米复相陶瓷的烧结和显微结构138

4.2.3 SiC/Si3N4纳米复相陶瓷的力学性能143

4.2.4 SiC/Si3N4纳米复相陶瓷的抗蠕变性和高温强度144

4.2.5 SiC/Si3N4纳米复相陶瓷的热机械性能145

4.2.6 SiC/Si3N4纳米复相陶瓷的电性能147

4.2.7 SiC/Si3N4纳米复相陶瓷的抗氧化性148

4.2.8 SiC/Si3N4纳米－纳米复相陶瓷150

4.3 SiC/莫来石纳米复相陶瓷152

4.4.1SiC/3Y-TZP纳米复相陶瓷的烧结和显微结构157

4.4 SiC/3Y-TZP纳米复相陶瓷157

4.4.2纳米SiC对SiC/3Y-TZP纳米复相陶瓷中t-ZrO2的相变159

行为的影响159

4.4.3 纳米SiC对SiC/3Y-TZP纳米复相陶瓷力学性能的影响160

4.5 TiC/Mg-PSZ纳米复相陶瓷161

4.5.1 TiC/Mg-PSZ纳米复相陶瓷的显微结构特征162

4.5.2 TiC/Mg-PSZ纳米复相陶瓷的力学性能163

4.6.1 SiC/MoSi2纳米复相陶瓷164

4.6 SiC纳米颗粒增强MoSi2和Mo-Si-A1复相陶瓷164

4.6.2 SiC/Mo-Si-A1纳米复相陶瓷167

4.6.3 SiC/MoSi2和SiC/Mo-Si-A1纳米复相陶瓷的高温性能170

参考文献171

第5章 碳化物纳米颗粒与第三相微米颗粒协同增强氧化物基175

陶瓷材料175

5.1 SiC/ZTM纳米复相陶瓷175

5.1.1 SiC/ZTM纳米复合粉体的制备及晶化行为175

5.1.2 ZTM素坯在烧结过程中的收缩行为176

5.1.3 SiC/ZTM纳米复相陶瓷的显微结构177

5.1.4 SiC/ZTM纳米复相陶瓷的力学性能179

材料的显微结构和性能的影响181

5.1.5在SiC/ZTM纳米复相陶瓷中添加微米SiC颗粒对181

5.1.6 制粉工艺对SiC/ZTM纳米复相陶瓷力学性能的影响183

5.2 TiC/2Y-ZrO2/Al2O3纳米复相陶瓷187

5.3 TiC纳米颗粒与SiC晶须复合增强Al2O3陶瓷189

5.4 纳米和亚微米TiC颗粒复合增强Al2O3陶瓷193

5.5 SiC/ZrO2/Al2O3纳米复相陶瓷195

参考文献197

6.1.1 氢气还原热压烧结法制备Cu/Al2O3纳米复相陶瓷199

第6章金属纳米颗粒增强氧化物基复相陶瓷199

6.1 Cu/Al2O3纳米复相陶瓷199

6.1.2 Cu含量对Cu/Al2O3纳米复相陶瓷中Al2O3晶粒生长和瓷体性能的影响201

6.1.3烧结温度对Cu/Al2O3纳米复相陶瓷显微结构和性能的影响202

6.1.4 Cu/Al2O3纳米复相陶瓷的起始原料对材料显微结构和性能的影响204

6.2 Mo/Al2O3纳米复相陶瓷205

6.2.1 原料种类对Mo/Al2O3纳米复相陶瓷显微结构和相组成的影响205

6.2.2 Mo/Al2O3纳米复相陶瓷的力学性能207

6.3 W/Al2O3纳米复相陶瓷210

6.4 Cr/Al2O3纳米复相陶瓷214

6.5 Mo/3Y-TZP纳米复相陶瓷218

参考文献223

第7章金属氧化物纳米颗粒增强氧化物基复相陶瓷225

7.1 Al2O3/Ce-TZP纳米复相陶瓷225

7.1.1 Al2O3/Ce-TZP纳米复相陶瓷的显微结构225

7.1.2 Al2O3/Ce-TZP纳米复相陶瓷的力学性能227

7.1.3 添加TiO2对Al2O3/Ce-TZP纳米复相陶瓷显微结构和性能的影响230

7.2 NdAlO3/Al2O3纳米复相陶瓷231

7.3 YAG/Al2O3纳米复相陶瓷235

7.4 BaTiO3/Al2O3和Nd2Ti2O7/Al2O3纳米复相陶瓷237

7.5 BaTiO3/MgO纳米复相陶瓷240

7.6 2Y-ZrO2/LaAl11O18/Al2O3纳米复相陶瓷245

参考文献249

第8章功能性纳米复相陶瓷250

8.1Co/Al2O3纳米复相陶瓷250

8.2 Ni/Al2O3纳米复相陶瓷253

8.2.1粉体和烧结体的相组成253

8.2.2 Ni/Al2O3纳米复相陶瓷的烧结和显微结构254

8.2.3 Ni/Al2O3纳米复相陶瓷的力学性能256

8.2.4 Ni/Al2O3纳米复相陶瓷的磁性能258

8.3 Ni-Co/Al2O3纳米复相陶瓷260

8.4 TiN/Al2O3导电性纳米复相陶瓷264

8.5 导电性TiN/Si3N4纳米复相陶瓷270

8.6 SiC/8YSZ 纳米复相陶瓷272

8.7 BN/Si3N4可切削性纳米复相陶瓷277

8.7.1 BN/Si3N4纳米复相陶瓷的制备和显微结构278

8.7.2 BN/Si3N4纳米复相陶瓷的力学性能和抗热震性280

8.7.3 BN/Si3N4纳米复相陶瓷的可切削性281

8.7.4 BN/Si3N4纳米复相陶瓷的抗机械冲击性283

8.8 BaTiO3基纳米复相陶瓷286

8.8.1 SiC/BaTiO3纳米复相陶瓷286

8.8.2 Ni/BaTiO3纳米复相陶瓷290

8.9 PZT基纳米复相陶瓷材料293

8.9.1 Pt/PZT纳米复相陶瓷294

8.9.2 Al2O3/PZT 纳米复相陶瓷297

8.9.3 Ag/PZT纳米复相陶瓷300

参考文献301

第9章纳米复相陶瓷的应用前景展望303