纳米复相陶瓷材料研究获得重大突破

由中国科学院上海硅酸盐研究所完成的“晶内型氧化物基纳米复相陶瓷的制备科学与性能研究”项目荣获2003年上海市科学技术进步一等奖。该项目所取得的突破性研究成果---晶内型纳米复相陶瓷材料，有望解决陶瓷材料在结构部件中的应用瓶颈。

陶瓷材料具有金属和其他材料不可比拟的耐高温、耐腐蚀、耐磨性能，在高技术领域有着十分广阔的应用前景，但是其脆性和低可靠性极大地限制了陶瓷材料的推广应用。该项成果开创性地提出陶瓷材料晶内型纳米增强增韧的新概念，制备出多种高性能晶内型氧化物基纳米复相陶瓷。原位包裹法巧妙地实现了两种以上陶瓷组分在纳米尺度上均匀复合，并最大限度地提高了粉体的烧结活性。利用放电等离子超快速烧结技术，可在极短的时间里实现陶瓷的致密化，大幅度提高陶瓷材料的综合性能。

采用上述技术制备的SiC－Al2O3纳米复相陶瓷抗弯强度比基体材料提高180％，达到国际领先水平。TiN－Al2O3纳米复相陶瓷不但具有高的力学性能，而且其电阻率与金属锰相当，实现了陶瓷材料的结构功能一体化。 碳纳米管／氧化铝复合材料以碳纳米管为增强相，只添加0．1％碳纳米管就可以使复合材料的韧性提高32％，明显高于国际上已报道的研究结果。该项目所开创的放电等离子烧结、纳米复合粉体的包裹法制备以及纳米复相陶瓷方面的研究工作，丰富了陶瓷粉体的制备和烧结技术的科学实践，加快了高性能纳米陶瓷产业化进程。