結(jié)構(gòu)與功能陶瓷統(tǒng)稱(chēng)為陶瓷材料,它是超微粉體應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。同時(shí),由于高純超微粉體的應(yīng)用,使得陶瓷材料在微觀結(jié)構(gòu)和其他性能,尤其是韌性方面有了質(zhì)的飛躍。

       結(jié)構(gòu)陶瓷是指那些具有優(yōu)異的機(jī)械性能及優(yōu)良的耐高溫、耐腐蝕性,因而可用于工程結(jié)構(gòu)件的陶瓷材料;功能陶瓷是指那些具有特殊的電、磁、光、聲、熱等特性,因而可用于各種功能器件的陶瓷材料。

       陶瓷是人類(lèi)最早使用的材料之一,在人類(lèi)發(fā)展史上起著重要作用。直到現(xiàn)在,陶瓷仍是人類(lèi)生活和生產(chǎn)中不可缺少的一種材料。陶瓷產(chǎn)品的應(yīng)用范圍遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,不僅在人們的日常生活中不能沒(méi)有陶瓷,就是在工業(yè)、、國(guó)防及科學(xué)研究中也同樣不能缺少陶瓷。這是因?yàn)樘沾捎兄S多其他材料無(wú)法比擬的優(yōu)異性能,如耐磨損、耐腐蝕、耐高溫高壓、硬度大、不會(huì)老化等,能夠在其他材料無(wú)法承受的惡劣環(huán)境條件下工作,但是,陶瓷材料的一個(gè)主要缺點(diǎn),也是最大的弱點(diǎn),就是其脆性,具體表現(xiàn)為:在外力作用下,不發(fā)生顯著變形即告破壞。這一缺點(diǎn)使得陶瓷材料難以作為結(jié)構(gòu)材料使用,在很大程度上限制了它的應(yīng)用范圍,如何克服陶瓷材料的脆性、提高陶瓷材料的韌性便成為長(zhǎng)期以來(lái)科學(xué)家們的一個(gè)努力方向。

        除了脆性這一最大的弱點(diǎn)之外,陶瓷材料還存在其他方面的一些弱點(diǎn),如加工困難。由于陶瓷是脆性材料,同時(shí)硬度又比其他材料大,很難像普通材料一樣對(duì)陶瓷材料進(jìn)行切割、創(chuàng)磨、鉆孔等操作,又如,陶瓷材料的燒結(jié)溫度很高,設(shè)備投資大,能耗高,不利于環(huán)境保護(hù)。如何使陶瓷材料能在較低溫度下完成燒結(jié),并具有較好的可加工性,也是研究人員長(zhǎng)期以來(lái)試圖解決的問(wèn)題。

陶瓷材料的制備工藝主要包括制粉、成型和燒結(jié)三步。上述陶瓷材料缺點(diǎn)的克服,在很大程度上取決于超微粉體制備技術(shù)的進(jìn)步。陶瓷科學(xué)工作者研究表明,原料粒度越細(xì),材料的燒成溫度越低,燒結(jié)體越致密,強(qiáng)度和韌性越高。當(dāng)原料粒度達(dá)到納米粒級(jí)時(shí),其燒結(jié)溫度比普通陶瓷粉體的燒結(jié)溫度降低數(shù)百攝氏度,制取的納米陶瓷具有高韌性和低溫超塑性行為,而且硬度極高。例如,在100℃下,納米TiO2的顯微硬度達(dá)到1274.86kPa,而普通TiO2陶瓷的顯微硬度低于196. 13kPa.

        制備這些結(jié)構(gòu)和納米陶瓷的超微粉體包括Al203、ZrO2,TiO2,ZnO.

       BaTiOs等氧化物以及SiC, BC, wC. SisN4、ZN等特種粉體。

      淘瓷顏料和特種釉料是超微或納米粉體在現(xiàn)代陶瓷中應(yīng)用的另一個(gè)領(lǐng)域。這是因?yàn)槌⒑图{米粉體的應(yīng)用可以顯著提高色料的著色力、光性、色澤等性能并可以減少昂貴的陶瓷顏料和特種釉料的用量。