安徽特种纳米陶瓷涂覆技术

由于纳米陶瓷涂层晶粒的细化，晶粒分散均匀，晶界数量大幅度增加，颗粒平辅性明显优于微米级颗粒，涂层组织更加致密。因此，与微米级陶瓷涂层相比，纳米陶瓷涂层在强度、韧性、耐磨性、结合强度、抗蚀性、致密度等方面都会有显著提高。由于纳米陶瓷涂层在高温热障、耐磨损、自润滑、耐腐蚀等功能方面的优势，已在航空航天、机械、船舶、化工等工业领域得到较好应用。随着纳米技术的进一步发展，纳米陶瓷涂层的种类会进一步丰富、性能会进一步提高，其应用也将越来越广。黏合剂对陶瓷复合隔膜的表面性质、孔道结构和机械强度等有重要影响。安徽特种纳米陶瓷涂覆技术

激光熔覆作为一种新型高效涂层制备工艺，以其凝固速率快，能够获得平衡状态下无法获得的优异组织等特点受到关注。它有利于目前纳米陶瓷涂层制备中材料晶粒过度生长、致密度不高等问题的解决。★磁控溅射镀膜通常利用氩气电离产生的正离子轰击固体（靶），溅出的中性原子沉积到基片（工件上），形成镀膜。微弧氧化是在铝镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，生长出以基体氧化物为主的陶瓷膜层。反应在常温下进行，操作方面，易于掌握。上海金属表面纳米陶瓷涂覆代加工陶瓷隔膜 — 结构和成膜工艺简析。

陶瓷复合隔膜成膜材料主要包括基膜、黏合剂和功能性无机陶瓷材料。基膜基膜是陶瓷复合隔膜的柔性支撑体，具有固定和负载陶瓷粉体粒子的作用。目前PP、PE微孔膜被用作基膜。但是，低熔点、低孔隙率、低电解液浸润性等缺陷也限制了聚烯烃基陶瓷隔膜性能的进一步提升。黏合剂黏合剂对陶瓷复合隔膜的表面性质、孔道结构和机械强度等有重要影响。目前使用聚偏氟乙烯树脂作为黏合剂，将陶瓷粉体粒子固定在基膜的表面或内部。同时，也有研究者采用聚甲基丙烯酸甲酯、丁苯橡胶、硅溶胶以及聚（4-苯乙烯磺酸锂）等材料为黏合剂。

目前，已商品化的锂离子电池隔膜主要有3类，分别为PP/PE/PP多层复合微孔膜、PP或PE单层微孔膜和涂布膜。使用的隔膜主要为聚烯烃微孔膜，这种隔膜的化学结构稳定，力学强度优良，电化学稳定性好。隔膜垂直方向上的机械强度越高，电池发生微短路的概率就越小；隔膜的热收缩率越小，电池的安全性能越好。研究人员总结了国内专利文献对锂电池隔膜的制备和处理类型，见下表。锂离子电池安全性问题是个复杂的综合性问题。静电纺丝成膜工艺主要通过热辊压工艺制备具有三明治结构的复合陶瓷隔膜。与微米级陶瓷涂层相比，纳米陶瓷涂层更耐用。

热化学反应法制备金属基陶瓷涂层，是采用水基黏结剂，混以陶瓷骨料，搅拌成悬浮料浆，涂在经过预处理的金属表面上，阴干、高温固化处理而成，高温固化时发生热化学反应产生新的复合陶瓷相，亦称固相反应法。其优点是工艺简单，无需特殊设备，成本低廉，涂层与基体表面既有机械结合，又有化学结合；缺点是结合强度较低，涂层不致密等。★微弧氧化是在铝镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，生长出以基体氧化物为主的陶瓷膜层。反应在常温下进行，操作方面，易于掌握。由于纳米陶瓷涂层在高温热障、耐磨损、自润滑、耐腐蚀等功能方面的优势。上海附近纳米陶瓷涂覆共同合作

陶瓷复合隔膜主要成膜工艺有涂覆、静电纺丝、湿法、模压及高温烧结。安徽特种纳米陶瓷涂覆技术

硬度是纳米陶瓷涂层重要指标之一，硬度的测量比较好采用显微硬度，且应取多个测量点，以其均值作为涂层硬度值。晶粒的细化使纳米陶瓷涂层的硬度明显大于微米陶瓷涂层，如常规WC-12Co涂层的显微硬度为1186HV0.2，而纳米结构WC-12Co涂层的显微硬度为1584HV0.2，是常规涂层的1.3倍。2断裂韧性断裂韧性是反映材料抵抗裂纹失稳扩展的的性能指标。目前陶瓷涂层断裂韧性的定量表征缺乏统一标准，主要有临界应力强度因子、临界裂纹扩展能量释放率和裂纹密度三种表征方法。图2为两种涂层杯凸试验的结果比较，常规陶瓷涂层显示出明显的开裂和剥落现象，而纳米结构涂层并未观察到宏观裂缝。图2常规涂层和纳米涂层的杯凸试验结果比较3耐磨性耐磨性是陶瓷涂层重要的应用性能之一。一般可通过磨损试验测量涂层的磨损速率来进行表征。纳米陶瓷涂层的耐磨性明显优于常规陶瓷涂层，如图3。安徽特种纳米陶瓷涂覆技术

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