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纳米陶瓷是先进陶瓷的未来发展方向。本文选择3Y-TZP纳米陶瓷作为研究对象。材料的微观结构决定其宏观性能,因此对材料的化学组份,微观结构的设计以及烧结机制的控制是制备纳米陶瓷的关键。Y-TZP材料具有优良的力学性能,在生产生活中被广泛应用。本文综述了Y-TZP陶瓷的原料及制备工艺、组成优化、超塑性和耐磨性的研究进展,重点讨论了Y-TZP陶瓷在齿科中的应用现状和前景,而Y-TZP陶瓷低温老化现象限制了它的应用。论文总结了影响Y-TZP陶瓷低温老化的三个因素,即稳定剂的种类与含量、晶粒尺寸的大小以及剩余应力的存在,并提出几种防止低温老化的措施。制备更加微观细化的纳米Y-TZP陶瓷是保护材料不发生相变的解决方案,对比两步烧结法和SPS烧结法,可知两步法烧结中气孔出现了大尺度的异常生长,而SPS烧结具有高速升温、降温的特点,能够对于烧结过程中晶粒尺寸与烧结颈部尺寸进行掌控;此外,SPS技术具有更宽的压力范围,能够实现烧结压力的灵活的调控。因此,本研究选择SPS技术作为烧结手段开展研究。经典“三段式”烧结理论认为:以晶粒作为基本单元的“颗粒重排”主导烧结初期的密实化行为,但是对于烧结的贡献十分有限,仅限于初期样品收缩的2%~3%;进入烧结中后期,微观结构由于扩散颈部形成而逐渐“冻结”导致“颗粒重排”失效,因此烧结过程仅受到单一原子扩散相关过程主导。基于这一理论,现有陶瓷的制备中往往强调原子扩散相关行为对于烧结过程的作用,而对于“颗粒重排”相关过程并未引起足够的重视。经典理论的建立是基于传统粗晶陶瓷材料的烧结,但是随着纳米材料的迅速发展,其中的一些局限性也逐渐显现。本论文将对3Y-TZP纳米陶瓷在SPS烧结过程中的“颗粒重排”行为进行探索研究。通过模具设计,对SPS烧结过程中电场、升温速率、压力等因素进行逐一分离,在烧结行为表征中,同时引入相对密度、晶粒尺寸与“最大气孔尺寸”的综合考量。通过研究工艺参数对颗粒重排行为的影响,对纳米陶瓷烧结过程中异于传统理论的颗粒重排行为的动力学成因进行解释,探究“颗粒重排”在纳米陶瓷烧结中有效作用阶段与相关作用,进一步对3Y-TZP纳米陶瓷低温老化性能展开研究。