納米陶瓷：開辟工程陶瓷新領(lǐng)域

隨著納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用，納米陶瓷隨之產(chǎn)生，希望以此克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有像金屬似的柔韌性和可加工性。英國材料學(xué)家指出，納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰(zhàn)略途徑。利用納米技術(shù)開發(fā)的納米陶瓷材料是指在陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)中，晶粒、晶界以及它們之間的結(jié)合都處在納米水平（1～100nm），使得材料的強(qiáng)度、韌性和超塑性大幅度提高，克服了工程陶瓷許多不足，并對材料的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等性能產(chǎn)生重要影響，為替代工程陶瓷的應(yīng)用開拓了新領(lǐng)域。

氧化鋯納米線的合成方法

成果簡介：該項(xiàng)目研制的氧化鋯納米線的合成方法，涉及一種納米陶瓷材料的制備工藝。該方法是以氧氯化鋯(ZrOCl2·8H2O)、草酸(H2C2O4·2H2O)為原料，在室溫下，分別配制氧氯化鋯(ZrOCl2)與草酸(H2C2O4)水溶液，并在不斷攪拌氧氯化鋯(ZrOCl2)溶液的情況下，將草酸(H2C2O4)水溶液慢慢加入到氧氯化鋯ZrOCl2溶液中，然后繼續(xù)不斷地?cái)嚢?，得到鋯溶膠；然后將多孔氧化鋁膜浸入到所得的鋯溶膠中，待10分鐘后，在壓力為1.3MPa情況下加壓5小時(shí)；將經(jīng)處理過的膜從溶膠中取出，在紅外燈下烘干，再在500℃、氬氣氛下常壓焙燒5小時(shí)，即得到氧化鋯納米線陣列。該方法工藝簡單，原料易得，可合成出直徑為50～300納米，長度大于10微米的氧化鋯納米線。該發(fā)明可望在催化、涂料、氧傳感器、陶瓷增韌、固體氧化物燃料電池等諸多領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。

納米陶瓷粉體表面乳液聚合改性方法

成果簡介：該項(xiàng)目研制的納米陶瓷粉體表面乳液聚合改性的方法屬于納米陶瓷粉體制造技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于依次含有以下步驟：用高速混合攪拌法使陶瓷粉體表面預(yù)先涂覆用以使陶瓷粉體表面呈疏水性的偶聯(lián)劑；使經(jīng)過偶聯(lián)劑預(yù)處理的納米陶瓷粉體、乳化劑和水在超聲波的作用下形成穩(wěn)定的乳液體系；以5～0份納米陶瓷粉體，0.5～5份有機(jī)單體的質(zhì)量比來加入有機(jī)單體，繼續(xù)超聲分散，同時(shí)緩慢滴加入引發(fā)劑，升溫到形成自由基的溫度(70～80℃)，直至反應(yīng)結(jié)束。用該發(fā)明所述的方法可制出具有良好分散性的、經(jīng)過表面聚合改性的、穩(wěn)定的陶瓷粉體乳液體系以直接進(jìn)行離心成型得到顆粒分散均勻的陶瓷素坯。打碎了納米陶瓷粉體間的硬團(tuán)聚，消除了直接影響素坯成型的消極因素，有利于陶瓷的低溫?zé)Y(jié)和晶粒細(xì)化。

熱噴涂用納米陶瓷粉末的低成本規(guī)?；a(chǎn)方法

成果簡介：該技術(shù)生產(chǎn)納米熱噴涂粉末材料，可以控制粉末的晶體粒度、顆粒粒度和形貌，顆粒內(nèi)部保持納米結(jié)構(gòu)。粉末技術(shù)指標(biāo)如顆粒大小及其分布、顆粒形狀、流動(dòng)性等，滿足熱噴涂工藝的要求。該技術(shù)方法適用于Al2O3、ZrO2、TiO2、SiO2等氧化物陶瓷材料及其復(fù)合物的納米熱噴涂粉末的生產(chǎn)。通過反應(yīng)物濃度、溫度、壓力、添加劑、成型、晶化等參數(shù)的控制和調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)低成本規(guī)模化生產(chǎn)。該技術(shù)成果具有良好的應(yīng)用前景。

低溫燃燒－水熱合成制備納米陶瓷顏料

成果簡介：該項(xiàng)目的目的就是突破傳統(tǒng)的燒結(jié)工藝，將低溫燃燒（Low-Temperature Combustion Synthesis，簡稱LCS）技術(shù)和水熱合成（Hydrothermal Synthesis）技術(shù)相結(jié)合，制造納米陶瓷顏料。該類顏料在陶瓷計(jì)算機(jī)噴墨打印裝飾等領(lǐng)域具有廣闊的用途。該顏料主要指標(biāo)包括，顏料平均粒徑＜50nm；顏料使用溫度（根據(jù)產(chǎn)品而定）在1250℃左右；其他性能與普通陶瓷顏料相同。

納米電子陶瓷材料及其器件工業(yè)性制備新技術(shù)

成果簡介：該項(xiàng)目采用超重力反應(yīng)沉淀法合成納米級介質(zhì)陶瓷基體材料，利用超重力的作用，消除微觀混合的影響，克服了常規(guī)攪拌釜或管式沉淀法合成顆粒的過程技術(shù)上的不足，同時(shí)結(jié)合溶膠－凝膠法引入表面改性劑，提高基體材料與添加劑的混合均勻程度，控制添加劑的分布狀態(tài)，改善成型、燒結(jié)等特性，制備出粒徑、粒度分布、物相均可控的改性中低溫納米介質(zhì)陶瓷材料；并從濃懸浮體結(jié)構(gòu)模型出發(fā)，協(xié)調(diào)超細(xì)粉體在介質(zhì)中的分散行為；利用納米效應(yīng)特性及三維仿真設(shè)計(jì)軟件，優(yōu)化介質(zhì)材料設(shè)計(jì)及合成工藝。

微乳液納米反應(yīng)器合成制備納米陶瓷顏料

成果簡介：微乳液法制備納米陶瓷顏料是利用兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑分子界面膜的作用下生成的熱力學(xué)穩(wěn)定的、各向同性的、外觀透明或半透明的低粘度分散體系。微乳液中劑量小的溶劑被包裹在劑量大的溶劑中形成一個(gè)微泡，微泡的表面被表面活性劑所包裹，其粒徑在1～100nm，通過選擇表面活性劑及控制相對含量，可將其水相液滴尺寸限制在納米級，不同微乳液滴相互碰撞發(fā)生物質(zhì)交換，在水核中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，每個(gè)水相微區(qū)相當(dāng)于一個(gè)“微反應(yīng)器”，在每個(gè)微泡中固相的成核、生長、凝結(jié)等過程僅僅局限在一個(gè)微小的球形液滴內(nèi)從而形成球形微粒，從而得到納米陶瓷顏料。

精密納米陶瓷手術(shù)刀

成果簡介：傳統(tǒng)鋼制手術(shù)刀在使用和加熱消毒時(shí)易腐蝕、鈍化，壽命低；金剛石手術(shù)刀加工工藝復(fù)雜，透明，操作困難，價(jià)格昂貴。該成果采用納米陶瓷材料與加工高技術(shù)克服了上述缺點(diǎn)，刀口鋒利，無磁，無毒，無靜電，壽命長，防腐蝕，具有生物體組織相容性，精度高，刀口可快速愈合，術(shù)后無明顯切痕，易于操作，可在高溫下使用，且成本適中。

永久性自潔凈納米陶瓷釉

成果簡介：該產(chǎn)品是一種永久性自潔凈納米陶瓷釉，在普通陶瓷釉中添加進(jìn)多種納米氧化物材料，改變傳統(tǒng)陶瓷釉配方，使用傳統(tǒng)的陶瓷類產(chǎn)品制備工藝燒結(jié)，使新陶瓷類產(chǎn)品陶瓷釉表面有納米結(jié)構(gòu)，因此具有疏水和永久性自潔凈功能。該陶瓷釉主要用于電力瓷瓶、瓷棒、建筑和家用等自潔凈陶瓷類產(chǎn)品中。該發(fā)明的陶瓷釉制備工藝簡單、成本低、不改變陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，且耐溫范圍大、耐酸堿性好。

納米陶瓷涂層、紋路技術(shù)在電飯煲、電壓力鍋上應(yīng)用

成果簡介：電飯煲、電壓力鍋的內(nèi)鍋需要采用納米陶瓷涂料。該項(xiàng)目研制的涂料采用無機(jī)質(zhì)的陶瓷經(jīng)過納米技術(shù)處理和機(jī)能性添加劑結(jié)合，加水分解和縮合過程后，最終形成精密的、高強(qiáng)度的納米陶瓷涂料，以金屬為基質(zhì)的內(nèi)鍋表面經(jīng)過超硬化處理后，在低溫下（200攝氏度以下）固化成形，表面硬度高，無任何毒性和腐蝕性物質(zhì)，無任何氣味，具有節(jié)能、耐高溫、不粘、安全等特點(diǎn)。采用紋路技術(shù)的電飯煲、電壓力鍋的風(fēng)鍋，其特征在于鍋體內(nèi)壁均布多邊形或圓形或橢圓形凹槽，特點(diǎn)是內(nèi)鍋加熱輻射面積增加，擴(kuò)大內(nèi)鍋受熱面積，節(jié)約熱源。大米或烹飪的食物與鍋體均布有間隙，水填充其中，加熱時(shí)水汽傳熱更充分，底部受熱均勻，不糊底。

金屬陶瓷材料

成果簡介：該項(xiàng)目建成烏海市第一條用焦化廠廢氣生產(chǎn)年產(chǎn)3萬噸耐火材料生產(chǎn)線，主要針對高鋁、異形耐火材料的生產(chǎn)。進(jìn)行了“稀土電解用新型惰性陽極材料”“納米陶瓷刀具”開發(fā)。該項(xiàng)目產(chǎn)品為新型惰性陽極材料及配套產(chǎn)品。以既有良好導(dǎo)電性又具有高溫抗腐蝕性且成本低廉的金屬鋁化物材料為陽極，替代傳統(tǒng)的石墨陽極。利用陶瓷相的納米尺寸效應(yīng)提高刀具的韌性使其高于10MPam1/2以上，同時(shí)使用具有特殊物理、化學(xué)性質(zhì)及高溫性能的新金屬間化合物材料來粘結(jié)納米陶瓷。

納米材料及加工技術(shù)

成果簡介：該項(xiàng)目來源于黑龍江省科技攻關(guān)計(jì)劃，主要研究內(nèi)容包括納米材料的制備及成形、納米材料的加工技術(shù)、超分子薄膜體系的自組裝技術(shù)與機(jī)理。取得的成果如下：超純超細(xì)納米陶瓷粉末原料的制備技術(shù)：采用濕化學(xué)法制備超純超細(xì)納米陶瓷粉末，粒度在30～80nm之間，無硬團(tuán)聚；納米陶瓷超塑成形技術(shù)：采用無粘結(jié)劑冷等靜壓成形素坯，在真空熱壓燒結(jié)爐中燒結(jié)，最后在真空燒結(jié)爐中完成超塑成形；納米復(fù)合粉體制備技術(shù)：應(yīng)用高能球磨法采用變轉(zhuǎn)速多次循環(huán)球磨工藝，制備出了平均晶粒尺寸約為25nm的WC-10Co-0.8VC-0.2Cr3C2(wt%)納米復(fù)合粉末，提高了納米WC-Co復(fù)合粉末的制備效率；納米復(fù)合粉體壓制成形技術(shù)：采用二次雙向模壓成形工藝對納米WC-Co復(fù)合粉末進(jìn)行壓制，納米WC-Co粉末素坯的相對密度達(dá)到55%以上；控制納米晶WC-Co燒結(jié)過程中晶粒長大技術(shù)：制備出了平均晶粒尺寸為250nm，綜合性能較高的硬質(zhì)合金塊體；納米陶瓷表面精密磨削技術(shù)：采用了在線電解修整（ELID）磨削技術(shù)對納米陶瓷塊材進(jìn)行了鏡面磨削；納米陶瓷材料特性的測量技術(shù)：采用了納米壓痕技術(shù)原理，獲得納米陶瓷的力學(xué)性能；超分子薄膜體系自組裝技術(shù)：采用液相沉積的方法，完成了硫醇單分子表面金屬團(tuán)簇的形成。

納米陶瓷材料產(chǎn)業(yè)化制備技術(shù)開發(fā)

成果簡介：該項(xiàng)目運(yùn)用了材料設(shè)計(jì)理論和顯微結(jié)構(gòu)的控制技術(shù)。該項(xiàng)目采用高溫溶膠－凝膠工藝，將幾十種礦物原料或工業(yè)廢渣在高溫下溶化成均質(zhì)的高溫溶膠(玻璃質(zhì)溶體)，從而解決了陶瓷材料制備中的組成不均勻性和殘留氣孔等難題，將高溫容膠快速冷卻后形成非晶態(tài)溶膠體(一種可晶化的玻璃)，然后將非晶態(tài)的凝膠體在特定的熱處理制度下使之原位受控晶化，形成晶粒尺寸在納米級且結(jié)構(gòu)均勻致密的納米微晶陶瓷。該項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)主要包括高溫溶制技術(shù)，是解決材料組成均勻和性能可靠的關(guān)鍵技術(shù)；玻璃熔體的成形技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)納米微晶陶瓷制品產(chǎn)業(yè)化制備的關(guān)鍵；原位受控晶化技術(shù)，獲得具有理想顯微結(jié)構(gòu)和優(yōu)良性能的納米微晶陶瓷材料的關(guān)鍵。

新型納米復(fù)相陶瓷的制備和性能

成果簡介：該成果內(nèi)容包括CrN、TiN和NbN納米粉體的制備、高強(qiáng)度高導(dǎo)電Si3N4/TiN納米復(fù)相陶瓷、高強(qiáng)度可切削的Si3N4/BN納米復(fù)相陶瓷和高力學(xué)性能的ZTM/SiC、ZTA/LaAl11O18納米復(fù)相陶瓷等。通過納米復(fù)合工藝制備了高強(qiáng)度的納米復(fù)相陶瓷及高強(qiáng)度高導(dǎo)電和高強(qiáng)度可切削的具有結(jié)構(gòu)-功能一體化特性的納米復(fù)相陶瓷，在汽車、電子、機(jī)械和化工行業(yè)具有潛在的應(yīng)用前景。

α-氧化鐵基納米陶瓷制備的CO氣敏元件(中試)

成果簡介：該項(xiàng)目是在完成省科技廳1995年下達(dá)的“用于CO選擇性檢測的α-Fe2O3基納米粉體的合成及氣敏元件研制”(閩科鑒字[1997]第81號)成果基礎(chǔ)上，進(jìn)行的中試。中試目標(biāo)是考察放大批量合成納米粉體并制作CO氣敏元件的工藝的可行性和元件的各項(xiàng)性能指標(biāo)：建立一條制作元件的中試生產(chǎn)線及氣敏元件自動(dòng)檢測系統(tǒng)；建立CO氣敏元件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。中試選定的納米粉體和元件生產(chǎn)工藝是可行的。元件性能仍保持小試的樣品水平，達(dá)到國內(nèi)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。其主要技術(shù)指標(biāo)：加熱功率≤100mV；清潔空氣中阻值≤10M；靈敏度≥3(100ppmCO)；響應(yīng)時(shí)間≤10秒；氣體分辨率≥3(100ppmCO，H2)。中試所確定的元件制作工藝可作為批量生產(chǎn)的依據(jù)，建議進(jìn)行批量生產(chǎn)，并著手組織力量設(shè)計(jì)與元件匹配的傳感器，并組織生產(chǎn)整機(jī)。

納米陶瓷粉體表面乳液聚合改性方法

成果簡介：該項(xiàng)目研制的納米陶瓷粉體表面乳液聚合改性的方法屬于納米陶瓷粉體制造技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于依次含有以下步驟：用高速混合攪拌法使陶瓷粉體表面預(yù)先涂覆用以使陶瓷粉體表面呈疏水性的偶聯(lián)劑；使經(jīng)過偶聯(lián)劑預(yù)處理的納米陶瓷粉體、乳化劑和水在超聲波的作用下形成穩(wěn)定的乳液體系；以5～0份納米陶瓷粉體，0.5～5份有機(jī)單體的質(zhì)量比來加入有機(jī)單體，繼續(xù)超聲分散，同時(shí)緩慢滴加入引發(fā)劑，升溫到形成自由基的溫度(70～80℃)，直至反應(yīng)結(jié)束。用該發(fā)明所述的方法可制出具有良好分散性的、經(jīng)過表面聚合改性的、穩(wěn)定的陶瓷粉體乳液體系以直接進(jìn)行離心成型得到顆粒分散均勻的陶瓷素坯。打碎了納米陶瓷粉體間的硬團(tuán)聚，消除了直接影響素坯成型的消極因素，有利于陶瓷的低溫?zé)Y(jié)和晶粒細(xì)化。