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我國納米復(fù)相陶瓷制備研究達(dá)到國際水平


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標(biāo)簽納米
我國科學(xué)家在納米復(fù)相陶瓷的制備研究方面已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平,由中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所高性能陶瓷與超微結(jié)構(gòu)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高濂研究員主持完成的——晶內(nèi)型氧化物基納米復(fù)相陶瓷的制備科學(xué)與性能研究,,最近榮獲2003年上海市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎,。

  高濂領(lǐng)導(dǎo)的納米陶瓷研究課題組開創(chuàng)性地提出了陶瓷材料晶內(nèi)型納米增強(qiáng)增韌的新概念,首次采用原位包裹法合成高均勻性,、高燒結(jié)活性的復(fù)合納米陶瓷粉體,,首創(chuàng)用放電等離子體燒結(jié)技術(shù)(SPS)實(shí)現(xiàn)了陶瓷材料的超快速燒結(jié),制備出了多種高性能晶內(nèi)型氧化物基納米復(fù)相陶瓷,。原位包裹法克服了傳統(tǒng)工藝中組分不均勻的頑癥,,巧妙地實(shí)現(xiàn)了兩種或兩種以上陶瓷組分在納米尺度上均勻復(fù)合,并最大限度地提高了粉體的燒結(jié)活性,,從而為后續(xù)的超快速燒結(jié)提供了有利條件,。利用SPS超快速燒結(jié)技術(shù),可在極短的時間里(幾分鐘到十幾分鐘)實(shí)現(xiàn)陶瓷的致密化,,非常短的燒結(jié)時間能有效抑制燒結(jié)過程中的晶粒長大,,使復(fù)相陶瓷中的一相或多相晶粒尺寸控制在納米量級,從而大幅度提高陶瓷材料的綜合性能,。其中,,采用上述技術(shù)制備的SiC-Al2O3納米復(fù)相陶瓷,其抗彎強(qiáng)度由基體材料的350兆帕提高到980兆帕,,增幅高達(dá)180%,達(dá)到國際領(lǐng)先水平,。

  陶瓷材料具有金屬和其他材料不可比擬的耐高溫,、耐腐蝕、耐磨性能,,在高技術(shù)領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用前景,,但是其脆性和低可靠性極大地限制了陶瓷材料的推廣應(yīng)用。這個項(xiàng)目所取得的突破性研究成果——晶內(nèi)型納米復(fù)相陶瓷材料,有望突破陶瓷材料在結(jié)構(gòu)部件中的應(yīng)用瓶頸,。日本新原皓一教授,、歐洲陶瓷學(xué)會主席D. P. Thompson教授等國際知名材料專家對該項(xiàng)目研究給予了高度評價。他們認(rèn)為,,高濂等所開創(chuàng)的放電等離子燒結(jié),、納米復(fù)合粉體的包裹法制備以及納米復(fù)相陶瓷方面的研究工作,豐富了陶瓷粉體的制備和燒結(jié)技術(shù)的科學(xué)實(shí)踐,,加快了高性能納米陶瓷產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,,在陶瓷材料的制備和應(yīng)用史上必將產(chǎn)生里程碑意義的深遠(yuǎn)影響。

  據(jù)悉,,高濂多年來帶領(lǐng)其課題組在納米材料和納米復(fù)相陶瓷方面取得了豐碩的研究成果,,在國際國內(nèi)學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文460余篇,共被SCI他引700余次,,申請中國發(fā)明專利42項(xiàng)(已授權(quán)10項(xiàng)),,學(xué)術(shù)專著4部。
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