利用納米技術(shù)開發(fā)的納米陶瓷材料是指在陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)中,晶粒、晶界以及它們之間的結(jié)合都處在納米水平(1~100nm),使得材料的強(qiáng)度、韌性、超塑性和耐蝕性大幅度提高,并對材料的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等性能產(chǎn)生重要影響,為替代工程陶瓷的應(yīng)用開拓了新領(lǐng)域。
納米陶瓷的特性主要在于力學(xué)性能方面,包括納米陶瓷材料的硬度,斷裂韌度和低溫延展性等。納米級陶瓷復(fù)合材料的力學(xué)性能,特別是在高溫下具有高強(qiáng)度、高硬度以及優(yōu)良抗氧化性、耐磨性、耐腐蝕性的產(chǎn)品市場前景更是看好。有關(guān)研究表明,納米陶瓷具有在較低溫度下燒結(jié)就能達(dá)到致密化的優(yōu)越性,而且納米陶瓷出現(xiàn)將有助于解決陶瓷的強(qiáng)化和增韌問題納米陶瓷可能具有的低溫超塑性、延展性和極高的斷裂韌性,將使其成為兼具陶瓷和金屬的優(yōu)良特性(如高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、耐高溫、耐腐蝕、易加工等)的新結(jié)構(gòu)和功能材料,在航空、航天、機(jī)械、電子信息等眾多領(lǐng)域具有無限廣闊的應(yīng)用前景。
傳統(tǒng)的涂料就是人們通常所熟知的“油漆”,這類涂料都是有機(jī)涂料,大多數(shù)有機(jī)涂料在生產(chǎn)過程中都使用了一些對人體和環(huán)境有害的原材料,在生產(chǎn)過程中還會排放出有害的廢水和氣體,甚至在施工后的一段時間內(nèi)還會釋放出有害氣體。大都數(shù)有機(jī)涂料都是易燃物質(zhì)。陶瓷涂料是一種全新的水性無機(jī)涂料,能夠滿足環(huán)保法規(guī)的新型涂料。
納米陶瓷涂層零部件
納米耐高溫陶瓷粉涂層材料是一種以納米無機(jī)化合物為主要成份,以水為介質(zhì),涂裝后通過化學(xué)反應(yīng)以及后續(xù)低溫加熱方式固化而形成耐高溫陶瓷涂層的材料,其應(yīng)用包括:
(1)在納米無機(jī)氧化物類陶瓷材料超高硬度和強(qiáng)度的性能基礎(chǔ)上,納米陶瓷涂層相對密度很高,整體表面硬度約在6H以上,其破壞溫度可達(dá)到800~980℃,成膜后耐溫性可高達(dá)800℃左右,因此在鍋爐、電爐、煙道氣、飛機(jī)、導(dǎo)彈、宇航器等零部件上得以大量應(yīng)用。
(2)在高溫環(huán)境下具有優(yōu)異的隔熱保溫效果,不脫落、不燃燒,耐水、防潮,無毒、對環(huán)境沒有污染。測驗證明,將幾厘米厚的納米陶瓷粉末涂料涂在熱力管道外,就能有效防止熱力向外擴(kuò)散;在國內(nèi)首次有效解決了熱力輸送管道及各種高溫爐的防腐保溫、高爐操作人員防熱以及海上設(shè)備和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿生產(chǎn)設(shè)備的防腐難題。
(3)涂料涂在煉鋼廠等高溫爐內(nèi),能使?fàn)t外表溫度控制在50℃以內(nèi),適用于汽車、冶金、化工工業(yè)電廠的熱力鍋爐及焦化煤氣等熱力設(shè)備和熱力管網(wǎng)等高溫設(shè)備的防腐、爐外降溫。
(4)用于腐蝕條件惡劣環(huán)境中的重防腐納米陶瓷涂料,則能有效防護(hù)航標(biāo)燈座、船舶、石油化工設(shè)施和各類貯罐、橋梁、橋墩、鐵路涵洞、鉆井設(shè)備、海上油田等設(shè)施以及強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等生產(chǎn)設(shè)備的外表面,在較長時間內(nèi)防止強(qiáng)酸堿、鹽霧、凍融、霉菌等的浸漬。
(5)由于納米無機(jī)類陶瓷材料化性穩(wěn)定、微細(xì)且具高度的流動性、流平性及滲透性,幾乎可運用于各種材料表面及填補(bǔ)表面之針孔及肓孔以達(dá)到高密著密封性及防蝕功能,耐候性特佳。
(6)陶瓷態(tài)保護(hù)涂層因納米的表面效應(yīng)及其界面特性使被加工物表面具備納米蓮葉效應(yīng),使水、油及其它液體產(chǎn)生高張力懸浮在表面納米凸點上并迅速排離表面,降低液態(tài)物質(zhì)駐留在表面的機(jī)會及時間,達(dá)到極佳的防水疏水疏油性能。同時可將表面存留的灰塵帶離,展現(xiàn)抗污自潔性。
(7)由于納米無機(jī)氧化物類陶瓷材料是一種高介電材料,所以具有良好的抗靜電性能。應(yīng)用于金屬或金屬鍍層表面,此納米薄層可防止表面氧化、絕緣、抗靜電、防水、防塵、高硬度、耐磨且有不沾自潔效果。
(8)納米無機(jī)類陶瓷材料是一種紫外線吸收材料,固具有很好的抗紫外線性。由于材質(zhì)穩(wěn)定不易質(zhì)變,故可以因需求填加其它功能需求的納米材料以擴(kuò)大功能。如抗電磁波、抗菌、防霉等等。
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