納米陶瓷的燒結(jié)機(jī)理

　　納米陶瓷是指晶界寬度、晶粒尺寸、缺陷尺寸和第二相分布都在納米數(shù)量級上。其尺寸的納米化大大提高了晶界數(shù)量，使材料的超塑性和力學(xué)性能大大提高，極為有效地克服了傳統(tǒng)陶瓷的弊端。

　　納米陶瓷的制備工藝主要包括納米粉體的制備、成型和燒結(jié)。燒結(jié)是指陶瓷材料晶粒長大、晶界形成的同時(shí)逐漸致密化的過程，其作為納米陶瓷制備的關(guān)鍵步驟，極大地影響著材料的結(jié)構(gòu)和性能。

　　陶瓷燒結(jié)過程中的驅(qū)動(dòng)力來自晶粒表面自由能的減少，燒結(jié)過程中的物質(zhì)傳遞主要依靠蒸發(fā)-凝聚、晶界擴(kuò)散、表面擴(kuò)散、晶體內(nèi)擴(kuò)散（體擴(kuò)散）、塑性變形和蠕變（存在壓力）幾種途徑。其中晶界擴(kuò)散、體致密化擴(kuò)散、塑性變形和蠕變能提高陶瓷的致密化，其他擴(kuò)散過程則會(huì)導(dǎo)致晶粒粗化。

　　對于納米陶瓷來說，它與常規(guī)陶瓷燒結(jié)的不同之處在于，普通陶瓷的燒結(jié)一般不必過多考慮晶粒的生長，而在納米陶瓷的燒結(jié)過程中必須采取一切措施控制晶粒長大。由于納米陶瓷粉體具有巨大的比表面積，使作為粉體燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力的表面能劇增，擴(kuò)散增大，擴(kuò)散路徑變短，所以納米粉體燒結(jié)與常規(guī)粉體的燒結(jié)具有以下特點(diǎn)：燒結(jié)活化能低，燒結(jié)速率快和燒結(jié)開始溫度降低。