纳米是一个很小的单位，1纳米等于0.000001毫米。什么是纳米陶瓷？
当然不是指陶瓷的尺寸是纳米级别，而是说组成陶瓷的所有晶粒尺寸在100纳米以下。纳米陶瓷热起来的原因，当然是因为纳米材料的兴起。1987年，有人在Science上发了一篇论文，介绍了一种氟化钙纳米陶瓷材料，在常温下表现出极好的超塑性。他对这块氟化钙施加了很大的压力，使之发生巨大的形变。但让人感到惊奇的是，虽然变形十分严重，但整块陶瓷却没有碎，不但没碎，连裂纹都没有出现。
1、纳米陶瓷表现出的惊艳特性
纳米化是陶瓷工业中的一次变革，受到世界各产瓷国的普遍重视，那么，纳米技术的出现解决了陶瓷材料的哪些“毛病”呢？
纳米陶瓷的性能特点主要体现在力学性能、超塑性、铁电性等几个方面。
力学性能
纳米陶瓷的力学性能主要体现在硬度、弯曲强度、延展性和断裂韧度等。就硬度而言，纳米陶瓷是普通陶瓷的5倍甚至更高。在100℃下，纳米TiO2陶瓷的硬度为1.3GPa，而普通陶瓷则为0.1GPa左右。
纳米陶瓷材料有高于普通陶瓷的韧性，这是其最大的优点之一。由于纳米陶瓷具有较大的晶界界面，在界面上原子排列无序，在外界应力的作用下很容易发生迁移，因此展现出优于普通陶瓷的韧性。
超塑性
超塑性是指在拉伸试验中，在一定的应变速率下，材料会产生较大的拉伸形变。普通陶瓷是一种脆性材料，在常温下没有超塑性，很难发生形变。原因是其内部滑移系统少，错位运动困难，错位密度小。只有达到1000℃以上，陶瓷才具有一定的塑性。一般认为，若想具有超塑性，则需要有较小的粒径和快速的扩散途径。纳米陶瓷不但粒径较小，且界面的原子排列较复杂、混乱，又含有众多的不饱和键。原子在变形作用下很容易发生移动，因此表现出较好的延展性。
铁电性
陶瓷的晶体尺寸直接影响其铁电性能。随着晶粒尺寸的降低，其铁电性能会逐渐降低。当其尺寸小到一定值时，材料的整个铁电性能会消失。所以，纳米陶瓷的这方面特性也引起了科研人员的注意。
2、纳米陶瓷的应用
纳米陶瓷的上述性能克服了多数工程陶瓷自身材质的不足，在超高温、强腐蚀等极端环境下发挥着不容忽视的作用，市场前景十分可观，其应用主要如下：
纳米陶瓷材料依据性能可分为２大类型：一类是纳米结构陶瓷，另一类是纳米功能陶瓷。前者是在传统陶瓷粉体中通过加入纳米颗粒，或是将传统陶瓷粉体纳米化，通过在烧结凝固时控制凝固或结晶相的大小和分布，从而改变陶瓷显微结构以提高其力学性能所制得的纳米陶瓷材料。后者是通过添加具有独特功能的纳米相或颗粒，或本身在常规微米级时未能完全表现出来的通过超细化而具有特殊功能的纳米陶瓷材料，这些特殊功能包括声学、光学、电学、磁学、生物活性、对环境的敏感性等。
高温材料
纳米陶瓷具有的高耐热性，优异的高温抗氧化性、低密度、高断裂韧性、抗腐蚀性和耐磨性，对提高航空发动机的涡轮线温度，进而提高发动机的推重比和降低燃烧的能量消耗可以发挥重要作用。不仅如此，纳米陶瓷具有的低温超塑性在制造上较为容易，有望成为舰艇、军用涡轮和其他高温部件的理想材料，以此提高发动机的效率、可靠性和工作寿命。
汽车工业材料
纳米陶瓷可作为汽车连杆、推杆、轴承、气缸内衬、活塞顶等材料，也可用于作氧传感器来检测汽车尾气，还可用于制造燃料电池汽车中的高温燃料电池。
电子元器件及压电陶瓷领域
纳米陶瓷的电学性能使其可作为压电陶瓷材料，从而根据产品需要广泛应用于电子、激光、通讯、生物、医学、导航、自动控制、精密加工、压电传感、计量检测、超声水声、引燃引爆等军用、商用和民用等领域。
纳米陶瓷晶体结构上没有对称中心，具有压电效应。压电陶瓷具有易于制造、成本低、不受尺寸和形状的限制等很多优点。通过精选材料组成体系和添加物改性，可以获得高性能和低温烧结兼优的压电纳米陶瓷材料。通过控制纳米晶粒的生长可获得量子限域效应，以及性能奇异的铁电体，以提高压电热解材料机电转换和热释性能。近年迅速发展的各类压电变压器、压电驱动器、大功率超声焊接技术、压电式振动给料器、超声CVD新工艺和核电站相配套的大功率超声工程都是纳米陶瓷在压电方面的应用。
生物医疗领域
纳米生物功能陶瓷能够模仿人体某些特殊生理行为，可以用来构成牙齿和骨骼等某些人体部位，甚至可望部分或整体地修复或替换人体的某种组织器官，或者增加其功能。
文章来源： 粉体网， 李卫聊科技， 广州先进陶瓷展
原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_551119.html
来源：贤集网
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