陶瓷材料在日常生活、工業、軍事等領域中起著舉足輕重的作用。由于傳統陶瓷材料質地較脆，韌性、強度較差，因而使其應用受到了很大限制。納米陶瓷的出現，極大的改善了傳統陶瓷的性能短板，使得陶瓷材料的應用跨上了一個新臺階。納米陶瓷是納米材料的一個分支，是指平均晶粒尺寸小于100nm的陶瓷材料。納米陶瓷其晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在納米量級的。從納米陶瓷的微觀結構分析，納米陶瓷將在以下幾方面突破傳統陶瓷的性能短板：

1、 納米陶瓷的室溫超塑性

普通陶瓷材料由于太硬太脆，加工極困難．很難像金屬一樣進行切割、鉆孔等操作，這也是普通陶瓷材料的應用受局限的原因之一。納米陶瓷的室溫超塑性將使得陶瓷在保留其耐化學腐蝕、耐高溫高壓等優良性能的前提上，有可能像其他材料一樣進行鍛造、擠壓、拉拔、彎曲等特種加工，不需磨削，直接制備精密尺寸的零件。

2、高韌性是納米陶瓷的另一項優良性能。陶瓷材料盡管有耐磨損、耐腐蝕等優異性能，但由于其固有的脆性，其應用范圍遠遠小于鋼鐵、塑料等主流的應用材料，納米陶瓷的出現將有可能徹底改變這個局面。

3、納米陶瓷可低溫燒結

不少納米陶瓷材料都已實現在1000℃以下致密化，而且還有可能繼續大幅降低。這樣不僅可以節省大量寶貴的能源，同時也有利于環境的凈化。

4、除了以上所列舉的基于結構性能方面的應用，納米陶瓷另一重要性能是在功能方面。陶瓷材料的電、磁、光、聲等性能常常與其晶界相有很大的關系。由于納米陶瓷的晶粒小，單位體積中晶界相的比例遠遠高于普通的粗晶粒陶瓷，同時晶界相的組成也可能與普通粗晶粒陶瓷有極大的不同，因此有可能給陶瓷的性能帶來很多意想不到的變化。

納米陶瓷性能的應用領域

1、電子元器件及壓電陶瓷制造領域

電子陶瓷的應用范圍日趨廣闊，包括基板、傳感器、感測器、電容器、壓電蜂鳴器和熱敏電阻等。納米陶瓷粉體之所以廣泛地用于制備電子陶瓷，原因在于陶瓷粉體晶粒的納米化會造成晶界數量的大大增加，當陶瓷中的晶粒尺寸減小一個數量級，晶粒的表面積及晶界的體積亦以相應的倍數增加。

納米陶瓷晶體結構上沒有對稱中心，具有壓電效應。壓電陶瓷具有易于制造、成本低、不受尺寸和形狀的限制等很多優點。通過精選材料組成體系和添加物改性，可以獲得高性能和低溫燒結兼優的壓電納米陶瓷材料。通過控制納米晶粒的生長可獲得量子限域效應，以及性能奇異的鐵電體，以提高壓電熱解材料機電轉換和熱釋性能。近年迅速發展的各類壓電變壓器、壓電驅動器、大功率超聲焊接技術、壓電式振動給料器、超聲CVD新工藝和核電站相配套的大功率超聲工程都是納米陶瓷在壓電方面的應用。

2、軸承制造領域

納米功能陶瓷很好地解決了陶瓷的脆性問題，將納米金屬顆粒尤其是高溫合金相制成的納米顆粒，加入到陶瓷材料中，可以使陶瓷的韌性和抗沖擊力得到很大的提高，又不降低原有的強度和硬度，綜合了陶瓷和金屬兩方面的優勢，應用領域十分廣泛。特別是軸承工業，目前，陶瓷材料己被成功地用來制造機床滾動軸承、水泵滑動軸承等。如水泵中的陶瓷滑動軸承，由于它能夠在含有泥沙類固相顆粒的液體中運轉，并且具有良好的耐腐蝕性，因而對于直接輸送海水或江水的船用泵來說，具有特別重要的意義。加之良好的導熱性能，使泵在一定的干運轉期間，不會因過高的升溫而發生燒毀。

3、耐高溫材料

納米陶瓷具有優異的耐高溫及高強度、高韌性特點，對提高航空發動機的渦輪前溫度，進而提高發動機的推重比和降低燃料消耗具有重要作用。同時納米陶瓷還適用于冶金、化工工業、電廠的熱力鍋爐及焦化煤氣等熱力設備和熱力管網等高溫設備作為防腐、爐外降溫涂料。用納米陶瓷作為氣缸內襯材料，因耐高溫可提高燃料燃燒溫度，使燃料的熱效率提高。

4、軍事防護材料領域 

普通陶瓷在用作防護材料時，由于其韌性差，受到彈丸撞擊后容易在撞擊區出現顯微破壞、跨晶、界面破壞、裂紋擴展等一系列破壞過程，從而降低了陶瓷材料的抗彈性能。納米陶瓷具有高韌性的性能，提高了陶瓷材料的抗沖擊性能，可有效提高主戰坦克復合裝甲  的抗彈能力，增強速射武器陶瓷襯管的抗腐蝕性和抗沖擊性；由防彈陶瓷外層和碳納米管復合材料作襯底，可制成堅硬如鋼的防彈背心。把納米陶瓷用于車輛裝甲防護，會具有更好的抗彈、抗爆震、抗擊穿能力，提供更為有力的保護。

5、衛生潔具領域應用

將納米液態聚合硅均布于陶瓷表面，經高溫處理后得到具有納米量級膜層的陶瓷。聚合硅成膜后能大大降低陶瓷的表面張力，使液體在陶瓷表面呈半球狀，不易掛沾，易于清潔。納米陶瓷具有明顯的易潔特性，在使用中便于清洗節水，也會減少因使用化學清潔劑而造成的環境污染。同時納米陶瓷材料還具有一定的抗菌性。所以其在墻地磚及衛生潔具的應用有著十分廣闊的前景和重要的環保意義。

6、 生物醫療領域

納米生物功能陶瓷能夠模仿人體某些特殊生理行為，可以用來構成牙齒和骨骼等某些人體部位，甚至可望部分或整體地修復或替換人體的某種組織器官，或者增加其功能。

小結：納米復合陶瓷與普通陶瓷材料相比，在力學性能、表面光潔度、耐磨性以及高溫性能諸方面都有明顯的改善。目前，納米陶瓷材料的研究已涉及到有機和無機材料。它的發展使陶瓷材料跨人了一個新的歷史時期。隨著納米技術的高速發展，納米陶瓷材料的應用將越來越廣泛。納米陶瓷粉體將飛速發展，在各領域的應用將全面展開，并將產生一批新技術、新產品；在電子、通信等高技術領域的廣泛應用，將成為經濟發展的新的增長點。

(粉體圈 作者：沐恩）