Конспект лекцій з дисципліни «Формування структури та властивостей сучасних інстру ментальних матеріалів»

 
2. 
Аналогично твердым сплавам, большие надежды на
 
повышение не-
обходимых свойств и эффективности применения минералокерамики связы-
вают с нанотехнологиями, с созданием наноструктурного состояния. 
Весьма перспективны в качестве инструментальных керамические 
материалы в наноструктурном состоянии
на основе оксида алюминия 
Al
2
O
3
, оксида циркония ZrO
2
, карбидов тугоплавких металлов. 
Все более широкое применение в последнее время находит 
нано-ст-
руктурная керамика
, полученная компактированием нанопорошков туго-
плавких и хрупких в обычных условиях веществ различной физико-химической 
природы: оксидов (алюминия, циркония, кремния, бериллия, титана, магния), 
нитридов (кремния, бора, алюминия), карбидов (тугоплавких металлов – W, 
Ti, V, Ta, а также кремния, бора), боридов, силицидов и т.д.
 
Нанокерамика обладает рядом преимуществ: наряду с высокой твердо-
стью и прочностью она имеет высокую жаропрочность, не подвержена кор-
розии, обладает меньшим удельным весом. 
Основная проблема при создании изделий из традиционной керамики – по-
вышение пластичности, поиск оптимальных методов формования изделий из 
исходных порошков, улучшение качества и производительности ме-
ханической обработки.
Подобные проблемы могут быть решены при уменьшении размеров зе-
рен керамики до нанодиапазона – керамика становится достаточно пластич-

---

42 
42 
ной, что позволяет применять методы ОМД для получения изделий (напри-
мер, штамповку, прокатку) и даже проявляет эффект сверхпластичности (при 
повышенных температурах).
В частности, получена керамика (США), пластичность которой состав-
ляет 1/3 пластичности свинца. Эта керамика имеет достаточную пластич-
ность для получения изделий горячей прокаткой, штамповкой. В Японии по-
лучена сверхпластичная керамика (SiC-SiN) с относительным удлинением 250 %. 
Кроме высокой пластичности, нанокерамика имеет также высокие по-
казатели вязкости, трещиностойкости, износостойкости. Не случайно появился 
термин «керамическая сталь». 
Кроме перспективы создания режущего инструмента для механообра-
ботки, с созданием нанокерамики связывают многие перспективные направ-
ления: производство легких, прочных, термостойких материалов для различ-
ных изделий – корпусных деталей автомобилестроения, строительства (тру-
бы, детали облицовки строений), бытовой промышленности (облицовка хо-
лодильников, мебель, электроприборы); лопаток турбин, ракетных обтекате-
лей, защитных покрытий космических кораблей; топливных элементов, сен-
соров, солнечных батарей, элементов микроэлектроники и микромеханиче-
ских систем; прецизионных инструментов типа микротонных пластин и хи-
рургических скальпелей.