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。
（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
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。
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。
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。
• 采用传统球磨的方法可以制备复合粉体，如李爱民等制备的 CNTs／HAP材料，郝春云等人制备的CNTs/Si3N4材料等。
• 有一种有趣的方法是先将陶瓷粉体与催化剂混合，然后利用 CVD法制备CNTs，这样就可使CNTs与基体在预成型件中均匀 混合。Xia等人利用这种办法制备了CNTs/Al2O3复合材料。他 们以多孔氧化铝作阳极板，将钴、镍催化剂沉积在该基体上， 然后利用CVD法制备CNTs，使其附于基体孔壁，从而制备出 以涂层形式单向排列于基体的碳纳米管，氧化铝复合材料 。
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。
• 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
（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)。
（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
（四）原位生成法
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
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 。
• 清华大学马仁志等 将16．5 (体积分数）的CNTs与SiC纳米粉 在超声作用下混合，然后在2000℃ ，25MPa下热压制备出 CNTs／SiC纳米复合材料。复合材料的强度和韧性比单体SiC 陶瓷高，但提高幅度只有10%。
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
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
解性能
一种是在CNTs溶液中添加表面活性剂
An等 研究CNTdAI203时发现碳纳米管添加量在2％_4％ 之间变 化时，复合材料的硬度逐步增加而摩擦系数逐渐降低。但是， 碳纳米管会影响最终材料中基体的晶粒尺寸，而硬度会随材料 的晶粒大小发生变化。
• Uu等研究发现表面氧化处理后的碳纳米管比未处理的碳管更利 于提高复合材料的导电性能；碳纳米管加入量的质量分数为10 ％时，导电系数提高五倍。Nan等研究了碳管增强陶瓷基复合 材料的导热性能。碳纳米管导热系数非常高且长径比大，即使 加入量很小，复合材料的导热系数也会大幅度提高。
纳米陶瓷基复合材料
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。
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。
科学家对碳纳米管／陶瓷基复合材料的性能的研究
• 碳纳米管增韧陶瓷基材料所取得性能较好的大致有以下几例 Jinwei Ning等人用碳纳米管增韧二氧化硅材料，其断裂韧性比
基体提高了146％。
李爱民等人用碳纳米管增韧羟基磷灰石材料，测得断裂韧性最 高为2．2MPa·m1/2 。
目前研究最多的是碳纳米管增韧氧化铝材料，采用压痕一裂纹法 测的最好结果是Seung等人旧用等离子体烧结的材料，其韧性 提高25％。
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。
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Байду номын сангаас匀分散的复合粉末