陶瓷材料在日常生活、工業(yè)、軍事等領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用。由于傳統(tǒng)陶瓷材料質(zhì)地較脆，韌性、強(qiáng)度較差，因而使其應(yīng)用受到了很大限制。納米陶瓷的出現(xiàn)，極大的改善了傳統(tǒng)陶瓷的性能短板，使得陶瓷材料的應(yīng)用跨上了一個(gè)新臺(tái)階。納米陶瓷是納米材料的一個(gè)分支，是指平均晶粒尺寸小于100nm的陶瓷材料。納米陶瓷其晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在納米量級(jí)的。從納米陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)分析，納米陶瓷將在以下幾方面突破傳統(tǒng)陶瓷的性能短板：

1、 納米陶瓷的室溫超塑性

普通陶瓷材料由于太硬太脆，加工極困難．很難像金屬一樣進(jìn)行切割、鉆孔等操作，這也是普通陶瓷材料的應(yīng)用受局限的原因之一。納米陶瓷的室溫超塑性將使得陶瓷在保留其耐化學(xué)腐蝕、耐高溫高壓等優(yōu)良性能的前提上，有可能像其他材料一樣進(jìn)行鍛造、擠壓、拉拔、彎曲等特種加工，不需磨削，直接制備精密尺寸的零件。

2、高韌性是納米陶瓷的另一項(xiàng)優(yōu)良性能。陶瓷材料盡管有耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)異性能，但由于其固有的脆性，其應(yīng)用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼鐵、塑料等主流的應(yīng)用材料，納米陶瓷的出現(xiàn)將有可能徹底改變這個(gè)局面。

3、納米陶瓷可低溫?zé)Y(jié)

不少納米陶瓷材料都已實(shí)現(xiàn)在1000℃以下致密化，而且還有可能繼續(xù)大幅降低。這樣不僅可以節(jié)省大量寶貴的能源，同時(shí)也有利于環(huán)境的凈化。

4、除了以上所列舉的基于結(jié)構(gòu)性能方面的應(yīng)用，納米陶瓷另一重要性能是在功能方面。陶瓷材料的電、磁、光、聲等性能常常與其晶界相有很大的關(guān)系。由于納米陶瓷的晶粒小，單位體積中晶界相的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的粗晶粒陶瓷，同時(shí)晶界相的組成也可能與普通粗晶粒陶瓷有極大的不同，因此有可能給陶瓷的性能帶來很多意想不到的變化。

納米陶瓷性能的應(yīng)用領(lǐng)域

1、電子元器件及壓電陶瓷制造領(lǐng)域

電子陶瓷的應(yīng)用范圍日趨廣闊，包括基板、傳感器、感測器、電容器、壓電蜂鳴器和熱敏電阻等。納米陶瓷粉體之所以廣泛地用于制備電子陶瓷，原因在于陶瓷粉體晶粒的納米化會(huì)造成晶界數(shù)量的大大增加，當(dāng)陶瓷中的晶粒尺寸減小一個(gè)數(shù)量級(jí)，晶粒的表面積及晶界的體積亦以相應(yīng)的倍數(shù)增加。

納米陶瓷晶體結(jié)構(gòu)上沒有對(duì)稱中心，具有壓電效應(yīng)。壓電陶瓷具有易于制造、成本低、不受尺寸和形狀的限制等很多優(yōu)點(diǎn)。通過精選材料組成體系和添加物改性，可以獲得高性能和低溫?zé)Y(jié)兼優(yōu)的壓電納米陶瓷材料。通過控制納米晶粒的生長可獲得量子限域效應(yīng)，以及性能奇異的鐵電體，以提高壓電熱解材料機(jī)電轉(zhuǎn)換和熱釋性能。近年迅速發(fā)展的各類壓電變壓器、壓電驅(qū)動(dòng)器、大功率超聲焊接技術(shù)、壓電式振動(dòng)給料器、超聲CVD新工藝和核電站相配套的大功率超聲工程都是納米陶瓷在壓電方面的應(yīng)用。

2、軸承制造領(lǐng)域

納米功能陶瓷很好地解決了陶瓷的脆性問題，將納米金屬顆粒尤其是高溫合金相制成的納米顆粒，加入到陶瓷材料中，可以使陶瓷的韌性和抗沖擊力得到很大的提高，又不降低原有的強(qiáng)度和硬度，綜合了陶瓷和金屬兩方面的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。特別是軸承工業(yè)，目前，陶瓷材料己被成功地用來制造機(jī)床滾動(dòng)軸承、水泵滑動(dòng)軸承等。如水泵中的陶瓷滑動(dòng)軸承，由于它能夠在含有泥沙類固相顆粒的液體中運(yùn)轉(zhuǎn)，并且具有良好的耐腐蝕性，因而對(duì)于直接輸送海水或江水的船用泵來說，具有特別重要的意義。加之良好的導(dǎo)熱性能，使泵在一定的干運(yùn)轉(zhuǎn)期間，不會(huì)因過高的升溫而發(fā)生燒毀。

3、耐高溫材料

納米陶瓷具有優(yōu)異的耐高溫及高強(qiáng)度、高韌性特點(diǎn)，對(duì)提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪前溫度，進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比和降低燃料消耗具有重要作用。同時(shí)納米陶瓷還適用于冶金、化工工業(yè)、電廠的熱力鍋爐及焦化煤氣等熱力設(shè)備和熱力管網(wǎng)等高溫設(shè)備作為防腐、爐外降溫涂料。用納米陶瓷作為氣缸內(nèi)襯材料，因耐高溫可提高燃料燃燒溫度，使燃料的熱效率提高。

4、軍事防護(hù)材料領(lǐng)域 

普通陶瓷在用作防護(hù)材料時(shí)，由于其韌性差，受到彈丸撞擊后容易在撞擊區(qū)出現(xiàn)顯微破壞、跨晶、界面破壞、裂紋擴(kuò)展等一系列破壞過程，從而降低了陶瓷材料的抗彈性能。納米陶瓷具有高韌性的性能，提高了陶瓷材料的抗沖擊性能，可有效提高主戰(zhàn)坦克復(fù)合裝甲  的抗彈能力，增強(qiáng)速射武器陶瓷襯管的抗腐蝕性和抗沖擊性；由防彈陶瓷外層和碳納米管復(fù)合材料作襯底，可制成堅(jiān)硬如鋼的防彈背心。把納米陶瓷用于車輛裝甲防護(hù)，會(huì)具有更好的抗彈、抗爆震、抗擊穿能力，提供更為有力的保護(hù)。

5、衛(wèi)生潔具領(lǐng)域應(yīng)用

將納米液態(tài)聚合硅均布于陶瓷表面，經(jīng)高溫處理后得到具有納米量級(jí)膜層的陶瓷。聚合硅成膜后能大大降低陶瓷的表面張力，使液體在陶瓷表面呈半球狀，不易掛沾，易于清潔。納米陶瓷具有明顯的易潔特性，在使用中便于清洗節(jié)水，也會(huì)減少因使用化學(xué)清潔劑而造成的環(huán)境污染。同時(shí)納米陶瓷材料還具有一定的抗菌性。所以其在墻地磚及衛(wèi)生潔具的應(yīng)用有著十分廣闊的前景和重要的環(huán)保意義。

6、 生物醫(yī)療領(lǐng)域

納米生物功能陶瓷能夠模仿人體某些特殊生理行為，可以用來構(gòu)成牙齒和骨骼等某些人體部位，甚至可望部分或整體地修復(fù)或替換人體的某種組織器官，或者增加其功能。

小結(jié)：納米復(fù)合陶瓷與普通陶瓷材料相比，在力學(xué)性能、表面光潔度、耐磨性以及高溫性能諸方面都有明顯的改善。目前，納米陶瓷材料的研究已涉及到有機(jī)和無機(jī)材料。它的發(fā)展使陶瓷材料跨人了一個(gè)新的歷史時(shí)期。隨著納米技術(shù)的高速發(fā)展，納米陶瓷材料的應(yīng)用將越來越廣泛。納米陶瓷粉體將飛速發(fā)展，在各領(lǐng)域的應(yīng)用將全面展開，并將產(chǎn)生一批新技術(shù)、新產(chǎn)品；在電子、通信等高技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，將成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新的增長點(diǎn)。

(粉體圈 作者：沐恩）