陶瓷材料在本質上是一種脆性材料，線膨脹系數都偏低，雖然抗熱震性好，但柔韌性不夠，在受到正面物理沖擊時容易開裂、破損，受到平行拉力時也會被拉裂。因此缺乏塑性的陶瓷材料機加工相當困難，為了解決這一問題，全世界都開始進行超塑性陶瓷的研究。

對于我們的意義：可以了解新材料，也可以根據其理論來輔助解釋陶瓷涂料的抗沖擊強度等問題。

超塑性陶瓷

超塑性：是指在應力作用下產生異常大的拉扯形變而不發生破壞的能力。超塑性材料具有大延伸、無頸縮、小應力、易成形的特點。

超塑性陶瓷：

1. 添加型，在ZrO2中加入3mol%的Y2O3可得到100%的延伸率。

2. 納米級，在室溫下進行拉伸疲勞實驗，發現離子型化合物的氧化物陶瓷（納米級氧化鋯）斷裂后表層晶粒表現為塑性變形，具有共價鍵的氮化硅陶瓷也有微小的塑性行為。

納米級陶瓷的塑性發現是特種陶瓷研究的重大突破，如果所有的納米陶瓷都具有可塑性，那么納米陶瓷將會實現在特定溫度條件下像金屬那樣隨意造型和機加工，燒制陶瓷時也無需考慮胚型。

實現陶瓷超塑性的條件

添加型：a.晶格應變能力較大；b.試驗溫度較高（產生塑性的溫度）；c.微晶且不產生明顯晶粒長大；d.應力指數較低，一般不大于3

納米級：由于納米材料晶粒非常細小，晶界擴散系數比常規材料大，這使得納米陶瓷可在較低溫度下實現塑變。

實現超塑性的兩個可能的方向：

1. 利用晶界表面的眾多不飽和鍵來造成晶格沿晶界方向的平移實現（滑移）——單成份陶瓷；

利用外力作用使眾多不對稱的、不穩定的、松散的晶相結合產生相對位移，破壞暫時的穩定狀態，建立新的暫時的穩定狀態，宏觀實現超塑性。——添加混合型

2. 做到納米級，納米陶瓷中晶界所占的體積分數接近于母體晶相的體積，眾多晶相的結合最多也是暫時的穩定，在外界能量的迫使下，這種暫時穩定狀態會被破壞建立新的平衡。——納米級

實驗已證實：8nm的氧化鈦陶瓷和氟化鈣陶瓷在180℃有外力作用下呈現塑形彎曲，帶裂紋的二氧化鈦納米陶瓷也能經受一定程度的彎曲且裂紋不擴散。

已知的超塑性陶瓷及超塑性溫度

Al2O3+0.25wt%MgO 晶粒大小1.6μm 1420℃ 60%的真應變

Al2O3+ZrO2 1450℃，>200%拉伸形變量 1650℃， >500%拉伸形變量

共價鍵陶瓷材料

SiN4-SiC 拉伸形變量>150%

SiAlON 晶粒大小0.35μm 1550℃ 形變量230%

我們可以借鑒的：

1. 引入納米陶瓷，極小的晶粒，晶界擴散滑移使其具有可塑性；

2. 不忽視其他非陶瓷類顏填料的作用：如鱗片狀石墨的潤滑及其他顏填料無規則填充形成的泄力作用等；