分散(混合)的复合粉末，再将复合粉末热压烧结制备纳米陶瓷 复合材料的一种方法。制备复合粉末的方法有溶胶—凝胶法和 化学气相沉积法。
（三）液相分散包裹法
超声振动、分 散剂及调整pH
将纳米粉末 分散于基体
溶液
破坏粉末团聚
调整工艺参数，无沉淀、团聚 等使体系冻结、凝胶或聚合
经一定热处理制 得均匀分散的复合位生成法
工艺：首先将基体粉末分散于含有可生成纳米相组分的先驱体 溶液中，经干燥、浓缩、成型坯件，最后在热处理或挠结过程 生成纳米相粒子，成为纳米陶瓷复合材料。
优点：纳米相在基体中分布均匀 纳米粒子不存在团聚问题
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纳米陶瓷复合材料的烧结
（一）常压饶结
将无团聚的纳米相粉末与基体原料粉末分散、混合后，在室温 下模压成坯件，然后在常压和一定温度下挠结使其致密化，这 种制备纳米陶瓷复合材料的工艺林为常压烧结 。
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CNTs /陶瓷基复合材料
如何将碳纳米管均匀分散在基体中
CNTs /陶瓷 基复合材料 工艺问题
如何使碳纳米管在高温烧结时结构不受破坏 碳纳米管目前产量小、成本大，不能满足研究需要
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对CNTs进行表面改性方法
表面活性剂包括憎水基 和亲水基两部分，提高 了碳纳米管在水中的溶
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研究潮流
• 复合材料的烧结通常采用传统的热压烧结和气氛保护烧结,但一 些研究中发现采用这些方法烧结时碳纳米管的结构会遭到破坏。 最新研究中倾向于采用等离子体烧结潮，这种方法热效率较高， 可以在低温下、短时间内完成烧结，因此碳管的结构保存完好。
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引言
自从1991年日本Iijima发现碳纳米管 以来，CNTs以其独特的结构和性能 引起广泛关注，全球范围内展开了 CNTs的研究热潮。迄今，每年都有 大量有关CNTs的研究文献涌现出来， 研究领域包括CNTs制备工艺和生长 机理、CNTs的结构和性能、CNTs 的应用三方面。随着CNTs制备工艺 与生长机理以及结构与性能表征这 两方面研究的不断深入和进步，近 年来，CNTs的应用开始成为研究的 热点。
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纳米陶瓷复合材料的制备工艺流程
• 与一般颗粒增强陶瓷基复合材料的工艺流程(即制粉一 混合一成型坯件一烧结)基本相同。
• 差别：它的第二相是纳米级的，这就造成了纳米陶瓷 复合材料在原料粉末分散与混合工序上的特殊性。另 外。当纳米陶瓷复合材料的第二相不是预先制好后揍 人，而是通过一定热处理条件，在坯件烧结过程中由 基质晶析出纳米晶(第二相)，即通过原位生长得。其 制备工艺也与一般颗粒增强陶瓷基复合材料的相应过 程有所差别 。
按基体与分散 相粒径的大小
微米级晶粒构成 的基体与纳米级 分散相的复合
纳米级晶粒的 基体与纳米级 分散相复合
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晶内型(纳米粒子主要分布于基体晶粒内部)
按纳米级增强相在基体 陶瓷结构中所处的位置
晶间型(纳米粒子主要分布于基体晶粒间) 混合型(晶内型与晶间型同时存在)
纳米／纳米型(基体陶瓷晶粒也保持纳米 级尺度)
优点：常压挠结工艺简单，不需要特殊设备
解决方法：可 掺人一种或多 种稳定化粉体
缺点：常压烧结过程中晶粒快速长大，并容易 形成孔洞，因此制品不 够致密。
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（二）应力有助烧结
定义： 将无团聚的粉体在一定压力下挠结，称为应力有助饶结 优点：高致密度的纳米陶瓷复合材料 缺点：设备复杂，成本增高
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前言
• 著名的诺贝尔奖获得者Feynman在六十年代就曾预言:如果我 们能对物体微小规模上的排列加以某种控制，我们就能使物体 得到大量的异乎寻常的特性，就会看到材料的性能产生丰富的 变化。
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纳米陶瓷复合材料定义：是指通过有效的分散、复合而使异相纳 米颗粒均匀弥散地保留在基体陶瓷结构之中的一类材料。
振动球磨利用高频振动产生的球 对球的冲击来粉碎粒子与混料
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搅动球磨亦称高能球磨。 它利用内壁不带齿的搅动 球磨机进行粒子粉碎与混
料。
气流粉碎的缺点是由于物料与气流 充分接触，粉碎后物料吸附的
气体较多，增加了粉末使用前排除 吸附气体的工序
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机械混合分散法的不足：
（一）不能保证两相组分的分散均匀性，球磨本身不能避免纳 米粒子的团聚。
（二）干燥过程中，已分散粒子的团聚和沉降会进一步造成不 均匀性。
改善的方法：
（一）在机械混合分散的基础上辅以大功率超声波振动以破坏 粒子间的团聚；
（二）调整体系的PH值使基体和纳米相粉末分散后的悬浮颗粒 的双电层结构具有静电稳定性；使用适当的分散剂(也称助磨 剂)。
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（二）复合粉末法
复合粉末法是通过化学、物理过程直接制取基体与纳米相均匀
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按照纳米粒子的 分散或形成方式
机械混合分散法
复合粉末法
液相分散包裹法
原位生长法
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纳米粒子的分散与制粒
（一）机械混合分散法 ——先分别制备基体粉末和纳米相粉末， 然后将它们进行混合球磨。球磨是一种机械粉碎方法，同时能 将基体原料粉末与纳米相原料粉末混合。通常有滚动球磨、振 动球磨、搅动(高能)球磨和气流粉碎等。
首先分别使用阴、阳离子分散剂分散多壁碳纳米管与氧化 铝，制备出相应的稳定悬浮液。然后将氧化铝悬浮液逐滴 加入到碳纳米管悬浮液中，利用静电吸附剂得到沉淀。得 到的沉淀洗涤、干燥后即可得到混合均匀的复合粉体。
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• Setmg等人,用了一种全新的方法来制备CNTs/Al2O3 复合材料他们首先用HF酸、硝酸和硫酸对碳纳米管进 行表面氧化处理，去除制备过程中残余的催化粒子并 引人大量官能团。然后将处理过的碳纳米管置于去离 子水中超声分散，获得分散均匀的悬浮液。接着将 A1(NO3)3·9H20加入到该悬浮液中，并超声分散。混 合溶液加热蒸发水分、结晶后得到粉体，该粉体经预 煅烧和等离子烧结后即可获得复合材料
解性能
一种是在CNTs溶液中添加表面活性剂
不引入杂质的前提下在 管壁产生各种官能团， 从而改善碳纳米管的分
散性 （氧化）
另外一种表面改性的方法是对CNTs进行表面氧化处理。
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CNTs /陶瓷基复合材料制备工艺
碳纳米管通过表面改性得到稳定悬浮液后，制备复合粉体通常 采用胶体法、溶胶—凝胶法或杂凝聚法。 孙静等人采用胶体法制备了多壁碳纳米管/氧化铝复合材料。