纳米陶瓷是纳米资料的一个分支，是指均匀晶粒尺度小于100nm的陶瓷资料。具有塑性强、硬度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨的功能。

  在陶瓷基体中引进纳米分散相进行复合，能使资料的力学功能得到极大的改进。纳米陶瓷的增韧有改进陶瓷的力学功能，进步陶瓷稳定性等的效果。其首要增韧机理有以下几种。

  裂纹偏转增韧是裂纹非平面开裂效应的一种增韧办法。当纳米颗粒与基体间存在热膨胀系数差异时，剩余热应力会导致瓷体中的扩展裂纹发生偏转，使得裂纹扩展途径延伸，有利于资料耐性的进步。

  裂纹偏转方向与纳米颗粒和基体间热膨胀系数的相对巨细有关。当基体的热膨胀系数较大时，裂纹向纳米颗粒扩展，假如纳米颗粒自身及其与基体间的结合强度足够大，纳米颗粒此刻还能够对裂纹起到钉扎的效果；当基体的热膨胀系数较小时，扩展裂纹趋向于沿切向绕过纳米颗粒。

  裂纹扩展抵达晶须时，被逼沿晶须偏转，这在某种程度上预示着裂纹的前行途径更长，裂纹顶级的应力强度削减，裂纹偏转的视点越大，能量开释功率就越低，增韧效果就越好，开裂耐性就进步。如图a、b所示。图b表明：①裂纹和晶须相遇；②裂纹曲折向前③在晶须前面相接④构成新的裂纹前沿并留下裂纹。

  裂纹桥联是一种裂纹顶级尾部效应，是发生在裂纹顶级后方由补强剂衔接裂纹的两个外表并供给一个使两个裂纹面彼此接近的应力，即闭合应力，这样导致应力强度因子随裂纹扩展而添加。即裂纹绕过扩展过程中遇上晶须时，裂纹有或许发生穿晶损坏，也有必定的或许呈现互锁现象，即裂纹绕过晶须并构成冲突桥。

  在晶须复合陶瓷基资料和粗晶Al2O3陶瓷及Si3N4中，因为晶须、Al2O3粗颗粒对裂纹外表的桥连效果，使资料表现出激烈的R-曲线效应，由此导致资料耐性的明显改进。在纳米陶瓷中，因为纳米颗粒尺度很小，纳米颗粒关于裂纹的桥联效果只能发生在裂纹顶级的部分小区域。此刻纳米颗粒尽管不能明显提高R-曲线上的耐性渠道值，但却能够使R-曲线在短的裂纹扩展上呈现猛然上升状况。因为R-曲线上某点处切线的斜率代表资料此刻的强度，纳米复相陶瓷R-曲线在短裂纹扩展上长度上的猛然上升能够使其强度得到明显提高。

  在脆性陶瓷基体中参加延性粒子能够明显进步资料的开裂耐性。正常的状况下，延性粒子指的是金属粒子。金属粒子的弹性应变使裂纹桥联成为金属陶瓷中最有用的增韧机制。当裂纹扩展到陶瓷/金属界面时，因为延性金属颗粒和脆性基体的变形才能不同，引起裂纹部分钝化，某些裂纹段被逼穿过粒子，而构成被拉长的金属颗粒联桥。

  拔出效应是指当裂纹扩展遇到高强度晶须时，在裂纹顶级邻近晶须与基体界面上存在比较大的剪切应力，该应力极易构成晶须与界面的别离开裂，晶须能够从基体中拔出，因界面冲突而耗费外界载荷的能量而到达增韧的意图。

  一起晶须从基体中拔出会发生微裂纹来吸收更多的能量。当晶须取向与裂纹外表呈较大视点时，由基体转向晶须的力在二者界面上发生的剪切力到达了基体的剪切屈从强度，但未到达晶须的剪切曲度强度时，晶须不会被剪断而会从基体中被拔出。运用长径比高的晶须增韧聚合物基复合资料，晶须对增韧首要奉献便是来源于裂纹扩展过程中晶须拔出所耗费的能量。

  当晶须与基质的界面剪切应力很低，而晶须的长度较大（＞100µm），强度较高时，拔出效应明显。跟着界面剪切应力增大，界面冲突力大，拔出效应下降，当界面剪切应力足够大时，效果在晶须上的剪切强度或许会导致晶须开裂而无拔出效应。

  日本研究人员把纳米颗粒增韧的机理概括为：①安排的纤细化效果。按捺晶粒生长和减轻反常晶粒的生长；②剩余应力的发生使晶粒内损坏成为首要方式；③操控弹性模量E和热膨胀系数α等来改进强度和耐性等；④晶内纳米粒子使基体颗粒内部构成次界面，并同晶界纳米相相同具有钉扎位错的效果。

  研究人员用氧化铝和碳化硅超细粉组成的高强度纳米复相陶瓷在1100℃时强度超越1500Mpa，并以为取得超强度、超耐性结构陶瓷的首要办法是选用微米和纳米稠浊的复合技能。回来搜狐，检查更加多