科學技術不斷進步,新材料不斷涌現,人們利用納米技術開發的納米陶瓷材料,使得材料的功能性提強和提升,隔熱保溫性、耐高溫性(超高溫金屬防氧化涂料耐溫1400℃)、絕緣性、自潔性、防腐性等,材料的強度、韌性和超塑性大幅度提高,克服了傳統陶瓷的許多不足,并對材料的力學、電學、熱學、磁學、光學、節能保護性等性能產生重要影響,為替代工程陶瓷的應用開拓了新領域新的應用。
作為國內研究納米陶瓷涂料的公司,廣州亦納新材料科技有限公司(廣納納米)在納米陶瓷涂料技術上國內技術前沿,所以廣納納米GZ系列納米陶瓷涂料涂層具有非常好的耐高溫、隔熱保溫、防腐耐腐蝕、絕緣、防火阻燃性、耐磨性、耐酸堿性和不沾性。完美解決了傳統陶瓷材料,脆性大、結合強度低、韌性差易出現裂紋等缺點,GN系列納米陶瓷涂料為代表,納米陶瓷涂料是有機∕無機雜化涂料的一種,具有優良的成膜性和柔韌性,但是與普通的有機∕無機雜化材料相比有所不同,這主要體現在他的成膜物主要成分是無機納米粒子,無機分比例高達70%-80%以上。納米陶瓷涂料有了較廣泛的用途,如冶煉制造、石油石化、航天航空、船舶和化工防腐等領域。
1、斷裂韌性
斷裂韌性是反映材料抵抗裂紋失穩擴展的性能指標。納米陶瓷涂層中存在由納米顆粒熔化、凝固得到的基體相和未完全熔化的納米顆粒組成的兩相結構,當裂紋擴展到未熔或半熔顆粒與基體相組織界面時,這些顆粒不僅可吸收裂紋擴展能,而且對裂紋擴展有阻止和偏轉作用。常規陶瓷涂層中片層狀組織間結合較差,裂紋沿層間容易擴展,因此納米陶瓷涂層韌性優于常規陶瓷涂層。
2、硬度
硬度是陶瓷涂層重要的性能指標之一。噴涂時高溫顆粒急速冷卻產生的淬硬性、涂層硬度對噴涂工藝參數的依賴性及涂層組織結構的非均質性都會影響硬度的測定。晶粒的細化使得納米陶瓷涂層的硬度明顯大于微米陶瓷涂層。
3、耐磨性
納米結構涂層硬度和韌性的改善是耐磨性提高的主要原因。納米陶瓷涂層在磨損過程中可能發生了微凸體的剪切或孔隙等處未完全熔化的顆粒脫離涂層表面,這些細小顆粒在涂層與摩擦件之間的潤滑油膜中分散,起到“微軸承”作用,減小了涂層的摩擦系數,從而提高耐磨性能。
4、結合強度
陶瓷涂層的結合強度包括涂層與基體的界面結合強度和涂層自身粘結強度。未擴展的層間裂紋對涂層殘余應力的釋放作用和納米結構喂料在噴涂過程中飛行速度比普通粉末高有利于提高結合強度。噴涂粉末納米化后,可以改善粒子的熔化狀態,使涂層孔隙明顯減少,且部分孔隙位于變形粒子內部,有助于提高涂層的結合強度。
5、孔隙率
適當的涂層孔隙對于潤滑摩擦和高溫隔熱工件是有利的,但對耐腐蝕、高溫抗氧化和高溫抗沖刷等工件有害。研究發現,孔隙率與火焰溫度和速度有關;也與粒子速度有關,隨著粒子速度的增加,孔隙有下降趨勢。
6、熱導率
熱導率是表征熱障涂層的主要性能指標,隨晶粒變小而降低。由于隨著晶粒尺寸的減小,涂層內部的微觀界面增多,界面距離減小,使熱傳導過程中聲子的平均自由程降低,材料熱導率也隨之減小。