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一、什么是納米?
納米是長度單位,原稱"毫微米",就是10-9(10億分之一米)。納米科學(xué)與技術(shù),有時(shí)簡稱為納米技術(shù),是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。
二、什么是納米材料?
納米材料是指由尺寸小于100nm(0.1-100nm)的超細(xì)顆粒構(gòu)成的具有小尺寸效應(yīng)的零維、一維、二維、三維材料的總稱。納米材料的概念形成于80年代中期,由于納米材料會(huì)表現(xiàn)出特異的光、電、磁、熱、力學(xué)、機(jī)械等性能,納米技術(shù)迅速滲透到材料的各個(gè)領(lǐng)域,成為當(dāng)前世界科學(xué)研究的熱點(diǎn)。
三、納米材料涂層的組成與體系
根據(jù)納米涂層的組成將其分為三類:完全為一種納米材料體系、兩種(或以上)納米材料構(gòu)成的復(fù)合體系,稱0—0復(fù)合;添加納米材料的復(fù)合體系,稱為O—2復(fù)合。
傳統(tǒng)涂層技術(shù)添加納米材料,可使傳統(tǒng)涂層的功能得到飛躍提高,技術(shù)上勿需增加太大的成本。這種納米添加的復(fù)合體系涂層很快就可走向市場(chǎng)展示出強(qiáng)勁的應(yīng)用勢(shì)頭。
利用現(xiàn)有的涂層技術(shù),針對(duì)涂層的性能,添加納米材料,都可以獲得納米復(fù)合體系涂層。納米涂層的實(shí)施對(duì)象既可以是傳統(tǒng)材料基體,也可以是粉末顆粒或是纖維,用于表面修飾、包覆、改性或增添新的特性。
四、納米材料涂層產(chǎn)生與功能
凡是傳統(tǒng)表面涂層技術(shù),都可以用來或者稍加改造,實(shí)現(xiàn)納米材料復(fù)合涂層。
在硬度高的,耐磨涂層中添加納米相,可進(jìn)一步提高涂層的硬度和耐磨性能,并保持較高的韌性。
將納米顆粒加入到表面涂層中,可以達(dá)到減小摩擦系數(shù)的效果,形成自潤滑材料,甚至獲得超潤滑功能。在一些涂層中復(fù)合C60,巴基管等,制備出超級(jí)潤滑新材料。涂層中引入納米材料,可顯著地提高材料的耐高溫、抗氧化性。如,在PCBA的表面沉積青山新材TIS氟系納米材料涂層,由于納米顆粒的作用,有效降低了PCB表面能量,形成的納米防水涂層阻止了水分子對(duì)電子元器件的破壞風(fēng)險(xiǎn),疏水能力明顯增強(qiáng),改善了氧化層的生長機(jī)制和力學(xué)性質(zhì),抗腐蝕抗氧化能力更強(qiáng)。
納米材料涂層可以提高基體的腐蝕防護(hù)能力,達(dá)到表面修飾、裝飾目的。在油漆或涂料中加入納米顆粒,可進(jìn)一步提高其防護(hù)能力,能夠耐大氣,紫外線侵害,從而實(shí)現(xiàn)防降解,防變色等功效;另外,還可以在建材產(chǎn)品,如衛(wèi)生潔具、室內(nèi)空間、用具等中運(yùn)用納米材料涂層,產(chǎn)生殺菌、保潔效果。
納米材料涂層具有廣泛變化的光學(xué)性能。它的光學(xué)透射譜可從紫外波段一直延伸到遠(yuǎn)紅外波段。納米多層組合涂層經(jīng)過處理后在可見光范圍內(nèi)出現(xiàn)熒光,用于多種光學(xué)應(yīng)用需要,如傳感器等器件。在各種標(biāo)牌表面施以納米材料涂層,成為發(fā)光、反光標(biāo)牌;改變納米涂層的組成和特性,得到光致變色,溫致變色,電致變色等效應(yīng),產(chǎn)生特殊的防偽,識(shí)別手段。80nm的氧化釔可作為紅外屏蔽涂層,反射熱的效率很高。在諸如玻璃等產(chǎn)品表面上涂納米材料涂層,可以達(dá)到減少光的透射和熱傳遞效果,產(chǎn)生隔熱作用;在涂料中加入納米材料,能夠起到阻燃,隔熱,起到防火作用。
經(jīng)過納米復(fù)合的涂層,具有優(yōu)異的電磁性能,利用納米粒子涂料形成的涂層具有良好的吸波能力,能用于隱身涂層。納米氧化鈦、氧化鉻、氧化鐵和氧化鋅等具有半導(dǎo)體性質(zhì)的粒子,加入到樹脂中形成涂層,有很好的靜電屏蔽性能;80nm的欽酸鋇可作為高介電絕緣涂層,40nm的四氧化三鐵能用于磁性涂層;納米結(jié)構(gòu)的多層膜系統(tǒng)產(chǎn)生巨磁阻效應(yīng),可望作為應(yīng)用于存儲(chǔ)系統(tǒng)中的讀出磁頭。