納米陶瓷的特性主要在于力學(xué)性能方面，包括納米陶瓷材料的硬度，斷裂韌度和低溫延展性等。納米級陶瓷復(fù)合材料力學(xué)性能，特別是在高溫下使硬度、強(qiáng)度得以較大的提高。有關(guān)研究表明，納米陶瓷具有在較低溫度下燒結(jié)就能達(dá)到致密化的優(yōu)越性，而且納米陶瓷出現(xiàn)將有助于解決陶瓷的強(qiáng)化和增韌問題。

在室溫壓縮時(shí)，納米顆粒已有很好的結(jié)合，高于500℃很快致密化，而晶粒大小只有稍許的增加，所得的硬度和斷裂韌度值更好，而燒結(jié)溫度卻要比工程陶瓷低400～600℃，且燒結(jié)不需要任何的添加劑。其硬度和斷裂韌度隨燒結(jié)溫度的增加(即孔隙度的降低)而增加，故低溫?zé)Y(jié)能獲得好的力學(xué)性能。

通常，硬化處理使材料變脆，造成斷裂韌度的降低，而就納米晶言，硬化和韌化由孔隙的消除來形成，這樣就增加了材料的整體強(qiáng)度。因此，如果陶瓷材料以納米晶的形式出現(xiàn)，可觀察到通常為脆性的陶瓷可變成延展性的，在室溫下就允許有大的彈性形變。

三、納米陶瓷的制作工藝

1、氣相合成工藝

主要有氣相高溫裂解法、噴霧轉(zhuǎn)化法和化學(xué)氣相合成法這些方法較具實(shí)用性。

化學(xué)氣相合成法可以認(rèn)為是惰性氣體凝聚法一種變型，它既可制備納米非氧化物粉體也可制備納米氧化物粉體。這種合成法增強(qiáng)了低溫下的可燒結(jié)性，并且有相對高的純凈性和高的表面及晶粒邊界純度。原料的坩堝中經(jīng)加熱直接蒸發(fā)成氣態(tài)，以產(chǎn)生懸浮微粒和或煙霧狀原子團(tuán)。原子團(tuán)的平均粒徑可通過改變蒸發(fā)速率以及蒸發(fā)室內(nèi)的惰性氣體的壓強(qiáng)來控制，粒徑可小至3～4nm，是制備納米陶瓷Z有希望的途徑之一。

2、凝聚相合成(溶膠一凝膠法)

凝聚相合成是指在水溶液中加入有機(jī)配體與金屬離子形成配合物，通過控制PH值、反應(yīng)溫度等條件讓其水解、聚合，經(jīng)溶膠→凝膠而形成一種空間骨架結(jié)構(gòu)，再脫水焙燒得到目的產(chǎn)物的一種方法。此法在制備復(fù)合氧化物納米陶瓷材料時(shí)具有很大的優(yōu)越性。凝聚相合成已被用于生產(chǎn)小于10nm的SiO2、Al2O3和TiO2納米團(tuán)。

從納米粉體制成塊狀納米陶瓷材料，就是通過某種工藝過程，除去孔隙，以形成致密的塊狀納米陶瓷材料而在致密化的過程中，又保持了納米晶的特性。方法有：

(1)原位凝固法在反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置一個(gè)充液氮的冷卻管，納米團(tuán)凝于外管壁，然后用刮板刮下，直接經(jīng)漏斗送入壓縮器，壓縮成一定形狀的塊狀納米陶瓷材料。

(2)沉降法：如在固體襯底上沉降。

(3)燒結(jié)或熱壓法：燒結(jié)溫度提高，增加了物質(zhì)擴(kuò)散率，也就增加了孔隙消除的速率，但在燒結(jié)溫度下，納米顆粒以較快的速率粗化，制成塊狀納米陶瓷材料。