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¿Cuál es el análisis de la aplicación del óxido de nano-titanio en el campo de la cerámica?

September 10,2021.

En comparación con los materiales cerámicos tradicionales, la cerámica sinterizada con nano óxido de titanio producidos por SAT NANO tienen las siguientes características:

1.Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas de las cerámicas de nanoóxidos incluyen la dureza, la tenacidad a la fractura y la ductilidad a baja temperatura de los materiales nanocerámicos.Especialmente la dureza y la resistencia mejoran enormemente a altas temperaturas, y la aparición de nanocerámicas ayudará a resolver el problema del fortalecimiento y endurecimiento de las cerámicas.Investigaciones sobre el dióxido de nano-titanio, se encuentra que cuando se comprimen a temperatura ambiente, las nanopartículas tienen buenas propiedades aglutinantes y se densificarán rápidamente por encima de 500 ℃, mientras que el tamaño de grano solo aumenta ligeramente y la dureza y Los valores de tenacidad a la fractura obtenidos son mejores., Y la temperatura de sinterización es 400 ~ 600 ℃ más baja, y la sinterización no requiere ningún aditivo.La dureza y la tenacidad a la fractura del dióxido de nano-titanio aumentan con el aumento de la temperatura de sinterización (es decir, la disminución de la porosidad).Sinterizados en un rango de temperatura de 800 ℃ ~ 900 ℃, la dureza y la resistencia a la fractura de los dos son consistentes con las cerámicas a granel sinterizadas optimizadas.Después de la sinterización a baja temperatura, el nano-TiO2 puede obtener mejores propiedades mecánicas.Después de sinterizar el dióxido de nano-titanio a 800 ℃, dureza Vickers H = 630, la tenacidad a la fractura KIC (MPa · m1 / 2) es 2.8, la porosidad es 10%; mientras se sinteriza a 1000 ℃, H = 925, KIC = 2.8, la porosidad es del 5%.


2.Resistencia, dureza y tenacidad
La dureza y resistencia de muchos materiales nanocerámicos son de 4 a 5 veces más altas que las de los materiales cerámicos ordinarios.Por ejemplo, a 100 ° C, la microdureza de nano TiO2 La cerámica es de 1300 kgf / mm2, mientras que la microdureza de las cerámicas de TiO2 ordinarias es inferior a 200 kgf / mm2.Los materiales nanocerámicos hechos de nanopartículas ultrafinas tienen buena tenacidad.Es porque el material sólido hecho de partículas ultrafinas tiene una gran interfaz.La disposición de los átomos en la interfaz es bastante caótica.Los átomos son fáciles de migrar bajo fuerzas externas y condiciones de deformación, por lo que exhiben una buena tenacidad.Con cierto grado de maleabilidad.Los cristales cerámicos de nano-dióxido de titanio a temperatura ambiente muestran una alta tenacidad y no se romperán cuando se compriman a 1/4 de la longitud original.

3.Superplasticidad
Las cerámicas de nano-óxido tienen una superplasticidad similar a los metales a altas temperaturas, lo que se ha convertido en uno de los enfoques más llamativos en el campo de las cerámicas de nano-óxido.La superplasticidad se refiere a la capacidad de producir deformaciones de tracción anormalmente grandes sin daño bajo tensión.Como todos sabemos, los materiales cerámicos son tipos de enlaces de transición con enlaces iónicos direccionales y enlaces covalentes, y la densidad de dislocación es pequeña y los límites de grano son difíciles de deslizar, lo que hace que las cerámicas tengan alta dureza y alta fragilidad.Los materiales cerámicos ordinarios apenas producen plasticidad a temperatura ambiente.deformación.Solo cuando la temperatura supera los 1000 ℃, la cerámica tiene un cierto grado de plasticidad debido a la aceleración del movimiento térmico de las partículas.

Estudios recientes han encontrado que la sensibilidad a la velocidad de deformación de las cerámicas de nano-titania y nano-óxido de zinc aumenta significativamente a medida que disminuye el tamaño de las partículas, principalmente debido a la disminución de los poros en la muestra.Se puede considerar que esta tendencia es inherente a la cerámica de grano fino.La sensibilidad a la tasa de deformación en los granos más finos es de aproximadamente 0,04, lo que indica que estas cerámicas son dúctiles.Aunque no exhiben superplasticidad a temperatura ambiente, esto puede existir a medida que los granos disminuyen aún más.Generalmente se cree que las cerámicas deberían tener dos condiciones para la superplasticidad: (1) tamaño de partícula más pequeño; (2) Ruta de difusión rápida (red cristalina mejorada, capacidad de difusión del límite de grano).Las nanocerámicas tienen granos de cristal más pequeños y vías de difusión rápida, por lo que se espera que tengan superplasticidad a temperatura ambiente.

Las nanocerámicas tienen superplasticidad, superan los defectos de los productos cerámicos que son difíciles de procesar y son beneficiosas para la comercialización de productos cerámicos.


Como nuevo tipo de cerámica de alto rendimiento, la nanocerámica es una ciencia y tecnología completamente nueva desarrollada en los últimos años.Se convertirá en la alta tecnología más importante del nuevo siglo y atraerá cada vez más la atención de científicos de todo el mundo.

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