纳米陶瓷

摘要:简要介绍了纳米陶瓷相对传统工程陶瓷的优势,以及传统纳米陶瓷的制备方法和存在的问题。为解决传统工艺存在的问题,杭州驰飞超声波设备有限公司(以下简称“驰飞超声波”)将超声波技术引入纳米陶瓷制作过程中,研发的超声波纳米设备能够满足大规模工业化生产在技术和安全上的要求,并指出未来超声波纳米设备在纳米陶瓷制备行业中的前景。

关键字:驰飞超声波;超声波纳米设备;纳米陶瓷


      利用纳米技术开发的纳米陶瓷材料是利用纳米粉体对现有陶瓷进行改性,通过往陶瓷中加入或生成纳米级颗粒、晶须、晶片纤维等,使晶粒晶界以及他们之间的结合都达到纳米水平,使材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高。它克服了工程陶瓷的许多不足,并对材料的力学、电学、热学、磁光学等性能产生重要影响。纳米陶瓷的制备工艺主要包括纳米粉体的制备、成型和烧结,而纳米粉体的制备是最为重要的一步。世界上对纳米陶瓷粉体的制备方法多种多样,但应用较广的是凝聚相合成法。但是采用凝聚相合成法时,往往要使用大量昂贵的有机金属化合物,而且作为溶剂的有机物常常是有毒的物质。另外,反应过程缓慢, 并且有碳元素存在,会引起还原反应,既不经济也不实惠。

      驰飞超声波研发的超声波纳米设备,是利用超声波空化能加速或控制化学反应,提高反应产率和引发新的化学反应的新型纳米陶瓷制备设备, 是超声波能量与物质间的一种独特的相互作用方式。超声波是由一系列疏密相间的纵波构成的,通常指频率在20KHZ~50MHZ以上的高频声波。能量足够高的超声波能产生一种“空化效应”,因为空化气泡寿命极短,故在爆炸时可释放巨大能量,并可产生高速(110m/s)微射流,碰撞密度高达1.5kg/cm2,空化气泡在爆炸瞬间产生约5000k和500atm的局部高温高压环境,冷却速率达109k/s,这样可使传声媒质在空化气泡内发生化学键破裂、水相燃烧或热分解,并可促进非均相界面的扰动和相界面更新,从而加速界面间的传质和传热过程。

      在应用超声波纳米设备的过程中一般是同时利用超声波的能量特性和频率特性。具体而言,这种能量和频率特性在制备过程中,可以表现为高温分解作用、分散作用、剪切破碎作用。这些作用施加于固液表面则表现为对固体表面的形态、组成、结构以及化学反应活性的影响。所以使用驰飞超声波研发的超声波纳米设备制备的纳米陶瓷颗粒大小均匀、分散性高、制备简单、产率较高等优点。

      驰飞超声波研发的超声波纳米设备与传统纳米陶瓷工艺相比,制备的纳米陶瓷在力学性能、表面光洁度、耐磨性以及高温性能诸方面都有明显改善。驰飞超声波研发的超声波纳米设备必将引起纳米陶瓷工业的发展与变革,以及引起纳米陶瓷学理论上的发展乃至建立新理论体系,以适应纳米尺度的研究需要,使纳米陶瓷材料具有更佳的性能,以致使新的性能、功能的出现成为可能。 

 


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