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先进陶瓷知识问答:陶瓷易清洁纳米涂层使用体验怎么样?氮化硼材料前景怎么样?有哪些发展方向?

先进陶瓷知识问答:陶瓷易清洁纳米涂层使用体验怎么样?氮化硼材料前景怎么样?有哪些发展方向? CERADIR先进陶瓷在线
2022-09-28
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导读:先进陶瓷材料问答知多少,都在CERADIR

以下问题的提问者均来源于知乎平台的各路求学好问者,CERADIR先进陶瓷在线作为一家服务于行业的先进陶瓷 B2B 平台,尽可能解答用户疑难也是我们一直在做的事情!今后每周小编将在这里分享相关问答,欢迎行业内朋友到知乎找我们提问。若有疏漏错误之处,还请各位朋友批评指正,谢谢!


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陶瓷易清洁纳米涂层使用体验怎么样?


纳米陶瓷涂层是一种新型涂料,具有高硬度、低有害气体释放、抗阴极剥离能力好,耐化学腐蚀、耐腐蚀、自清洁和抗老化的特点。

由非金属化合物、金属氧化物、稀土氧化物的复合纳米材料构成,在金属或非金属基材表面,用压缩空气常温喷涂一种超细的纳米陶瓷浆料,经常温干燥固化后,随炉升温烧结,在基材表面形成一层超薄陶瓷涂层薄膜与基材以化学键方式紧密结合,与高温烟气环境间形成致密化学惰性保护膜。

推荐视频:《二氧化钛陶瓷涂层如何帮助我们改善生活

兰蒂斯(Rantiz)是加拿大保护性纳米涂层材料的先驱品牌:

在施工的表面上形成超薄的纳米结构涂层后,会减少在汽车表面上的附着力,优点有助于使汽车长时间保持光亮和清洁,且更容易清洁。

1.纳米结构ZrO2热障涂层

导热系数低,热膨胀系数与金属相近,高温下稳定性好,是目前热障涂层的代表。

热障涂层( TBCs) 主要用于高温大气或热腐蚀性静态、动态气氛中,可明显降低涡轮部件表面温度,增加燃气轮机功率,提高热效率,在航空发动机上获得了成功应用,并将扩展到柴油机以及汽车和摩托车的发动机中。

2.纳米结构Al2O3/TiO2涂层

克服了常规涂层结合强度和韧性较低的缺陷,有着较长的使用寿命和可靠性,因此可大量替代常规陶瓷涂层,同时还应用于一些原来难以施加涂层的地方;可通过明显提高耐磨抗蚀性能而减少全寿命周期成本;比普通涂层的结合强度更高,还可与所覆盖的基体材料一起变形。

这类纳米结构陶瓷涂层技术可显著提高舰船、航天器和陆地车辆所用部件的寿命,从而可为军事工业和民用工业每年节约数百亿美元的维修和更换费用。

3.纳米TiO2涂层

纳米TiO2涂层应用于钢铁防腐蚀上,与电镀牺牲性金属一样相当于阴极保护,所不同的是纳米TiO2涂层不发生阳极溶解,因此可作为永久性的防腐涂层。

在用量最大的低碳钢上纳米TiO2涂层如能达到规定的防腐效果则具有更重要的科学意义和经济价值。


Q from @匿名用户



氮化硼材料前景怎么样?有哪些发展方向?


氮化硼是由氮原子和硼原子构成的晶体,除了常见的六方氮化硼(白石墨)外,还有立方氮化硼(CBN)、菱方氮化硼(RBN)、纤锌矿型氮化硼(WBN)等变体。

①氮化硼陶瓷

2021年4月29日空间站“天和”核心舱发射成功后,中国科学院金属研究所就在其官网就该所多项材料技术成果在“天和”核心舱获得应用发布动态,其中就包含了氮化硼、碳化硅陶瓷基复合材料技术成果:

首次应用于核心舱电推进系统中的霍尔推力器腔体采用了由金属所研制的氮化硼陶瓷基复合材料。其满足了推力器对陶瓷腔体材料的要求。

此外,霍尔推力器中还有多种部件也采用了该陶瓷材料作为高电压与低电压之间的绝缘介质。

更多了解:先进陶瓷在航空航天领域中能够承担何种角色

②电子器件散热的首选材料

氮化硼具有宽带隙、高热导率、高电阻率、高迁移率等特性,用氮化硼材料制成了高温半导体器件,在650℃条件下能够正常工作。

对于高密度和大功率电子产品来说,做好热管理是一个急迫的问题。

氮化硼为制造能适应极端条件的电子器件拓展了视角,从而为半导体工业带来了新的希望。

推荐视频:《氮化硼冷却填料:用于未来解决方案的导热聚合物

③切削工具

20世纪70年代,聚晶立方氮化硼(PCBN)问世。聚晶立方氮化硼的硬度很高,仅次于金刚石的硬度;抗弯强度和断裂韧性介于硬质合金和陶瓷之间;热稳定性要高于人造金刚石,在1300℃时仍可以进行切削作业;在1200~1300℃高温条件下不易与铁系材料发生化学作用。

以“硬”闻名的立方氮化硼,用途之一是制作砂轮、油石之类的磨具,用途之二就是制作钻头、车刀、绞刀、铣刀之类的切削工具。特别是用于加工淬硬钢、耐磨铸铁、钛合金等一类难加工材料时具有一定优势,并且还非常适合用于数控机床加工。

视频《立方氮化硼能加工90%的钢铁成为巨大优势》


Q from @chj


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