纳米陶瓷基复合材料.ppt

制作单位：复材0603前言纳米陶瓷复合材料定义：是指通过有效的分散、复合而使异相纳米颗粒均匀弥散地保留在基体陶瓷结构之中的一类材料。

按纳米级增强相在基体
陶瓷结构中所处的位置
纳米陶瓷复合材料的制备工艺流程纳米粒子的分散与制粒搅动球磨亦称高能球磨。它利用内壁不带齿的搅动球磨机进行粒子粉碎与混料。机械混合分散法的不足：
（一）不能保证两相组分的分散均匀性，球磨本身不能避免纳米粒子的团聚。
（二）干燥过程中，已分散粒子的团聚和沉降会进一步造成不均匀性。
改善的方法：
（一）在机械混合分散的基础上辅以大功率超声波振动以破坏粒子间的团聚；
（二）调整体系的PH值使基体和纳米相粉末分散后的悬浮颗粒的双电层结构具有静电稳定性；使用适当的分散剂(也称助磨剂)。
（二）复合粉末法（四）原位生成法纳米陶瓷复合材料的烧结（二）应力有助烧结

复合材料的烧结通常采用传统的热压烧结和气氛保护烧结,但一些研究中发现采用这些方法烧结时碳纳米管的结构会遭到破坏。最新研究中倾向于采用等离子体烧结潮，这种方法热效率较高，可以在低温下、短时间内完成烧结，因此碳管的结构保存完好。引言CNTs/陶瓷基复合材料对CNTs进行表面改性方法
CNTs/陶瓷基复合材料制备工艺Setmg等人,用了一种全新的方法来制备CNTs/Al2O3复合材料他们首先用HF酸、硝酸和硫酸对碳纳米管进行表面氧化处理，去除制备过程中残余的催化粒子并引人大量官能团。然后将处理过的碳纳米管置于去离子水中超声分散，获得分散均匀的悬浮液。接着将A1(NO3)3·9H20加入到该悬浮液中，并超声分散。混合溶液加热蒸发水分、结晶后得到粉体，该粉体经预煅烧和等离子烧结后即可获得复合材料

采用传统球磨的方法可以制备复合粉体，如李爱民等制备的CNTs／HAP材料，郝春云等人制备的CNTs/Si3N4材料等。

有一种有趣的方法是先将陶瓷粉体与催化剂混合，然后利用CVD法制备CNTs，这样就可使CNTs与基体在预成型件中均匀混合。Xia等人利用这种办法制备了CNTs/Al2O3复合材料。他们以多孔氧化铝作阳极板，将钴、镍催化剂沉积在该基体上，然后利用CVD法制备CNTs，使其附于基体孔壁，从而制备出以涂层形式单向排列于基体的碳纳米管，氧化铝复合材料。
科学家对碳纳米管／陶瓷基复合材料的性能的研究Uu等研究发现表面氧化处理后的碳纳米管比未处理的碳管更利于提高复合材料的导电性能；碳纳米管加入量的质量分数为10％时，导电系数提高五倍。Nan等研究了碳管增强陶瓷基复合材料的导热性能。碳纳米管导热系数非常高且长径比大，即使加入量很小，复合材料的导热系数也会大幅度提高。

清华大学马仁志等将16．5(体积分数）的CNTs与SiC纳米粉在超声作用下混合，然后在2000℃，25MPa下热压制备出CNTs／SiC纳米复合材料。复合材料的强度和韧性比单体SiC陶瓷高，但提高幅度只有10%。

HwangGL等用表面活性剂辅助CNTs分散,表面活性剂与CNTs形成微团,加入的SiO2溶胶以此为模板,形成SiO2-CNTs微米棒,再用这种微米棒增强SiO2陶瓷,当CNTs为7.2%时,其硬度比纯SiO2片增加了100%。Ning等采用热压法制备CNTs/SiO2复合材料,发现加入5%和10%CNTs时,SiO2的热导率分别提高16.3%和20.6%。刘学建等利用反应烧结工艺虽然没能制备出力学性能得以明显改善的CNTs/Si3N4复合材料,但研究发现,含有1.8%CNTs的复合材料具有明显的微波衰减特性,可用作微波吸收材料碳纳米管／陶瓷基复合材料发展前景