1：什么是納米涂料

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(duì)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。

納米涂料必須滿足兩個(gè)條件：一是至少有一種材料的尺寸在1~100nm之間，二是納米相是涂料的性能得到顯著提高或者增加了新功能，二者缺一不可。

目前來說，用于涂料的納米粒子主要是某些金屬氧化物（TiO2、Fe2O3、ZnO等）納米金屬粉末、無機(jī)鹽類和層狀硅酸鹽（納米級(jí)的黏土）

隨著納米技術(shù)的發(fā)展，將納米技術(shù)和涂層技術(shù)相結(jié)合，能夠發(fā)揮其綜合優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)材料的力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等方面的優(yōu)良性能，滿足其結(jié)構(gòu)性能和環(huán)境性能的需求。納米陶瓷涂料具有特殊物理化學(xué)性能的涂層，使得涂層在功能保護(hù)上方面呈現(xiàn)常規(guī)材料不具備的特性。因此納米陶瓷涂料在隔熱保溫、防腐防銹、絕緣保護(hù)、自潔防污、吸收節(jié)能、封閉耐高溫等方面有廣闊的應(yīng)用前景。

2、納米陶瓷涂層性能：

斷裂韌性：斷裂韌性是反映材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的性能指標(biāo)。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(jié)構(gòu)，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到未熔或半熔顆粒與基體相組織界面時(shí)，這些顆粒不僅可吸收裂紋擴(kuò)展能，而且對(duì)裂紋擴(kuò)展有阻止和偏轉(zhuǎn)作用。

常規(guī)陶瓷涂層中片層狀組織間結(jié)合較差，裂紋沿層間容易擴(kuò)展，因此納米陶瓷涂層韌性優(yōu)于常規(guī)陶瓷涂層。

硬度：納米涂層硬度對(duì)噴涂工藝參數(shù)和涂層組織結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性的依賴性低，晶粒的細(xì)化使得納米陶瓷涂層的硬度明顯大于微米陶瓷涂層。

耐磨性：納米結(jié)構(gòu)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(fā)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(xì)小顆粒在涂層與摩擦件之間的潤(rùn)滑油膜中分散，起到“微軸承”作用，減小了涂層的摩擦系數(shù)，從而提高耐磨性能。

結(jié)合強(qiáng)度：陶瓷涂層的結(jié)合強(qiáng)度包括涂層與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度和涂層自身粘結(jié)強(qiáng)度。噴涂粉末納米化后，可以改善粒子的熔化狀態(tài)，使涂層孔隙明顯減少，且部分孔隙位于變形粒子內(nèi)部，有助于提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度。

3、納米陶瓷涂料的應(yīng)用

自潔納米涂料：納米材料的雙疏機(jī)理，使涂層的水分有效排出，并阻止外部水分的浸入，使涂膜具有呼吸的性能。有效的排出灰塵及油污的侵入，使之保持好的自潔性。

例如： 建筑門窗玻璃、汽車車窗玻璃、浴室防霧玻璃、太陽(yáng)能光伏系列

光學(xué)納米涂料：納米粒子的粒徑遠(yuǎn)小于可見光的波長(zhǎng)，有透過作用，納米粒子對(duì)紫外線具有較強(qiáng)的吸收作用。

在外墻建筑涂料中添加納米TiO2，SiO2等納米粒子提高耐候性。（ZS-221、222）

納米抗菌涂料：在光的照射下，TiO2表面在納米區(qū)域容易形成親水性和親油性的超雙親性。如果把國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的納米抗菌粉等作用在涂料中，就可得到納米殺菌涂料。

比如衛(wèi)生潔具、室內(nèi)墻壁、醫(yī)院手術(shù)間和病房的墻面等，可以起到殺菌、防毒的作用。

軍事隱身涂料：納米級(jí)的碳基鐵粉，鎳粉等改性的有機(jī)涂料飛機(jī)，導(dǎo)彈，軍艦等表面，使裝備有隱身功能。隱身涂料是隱身技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。（ZS-2021）

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4、納米涂料的現(xiàn)存問題

由于納米粒子比表面積和表面張力都很大，容易吸附而發(fā)生團(tuán)聚，在溶液中將其有效地分散成納米級(jí)粒子是非常困難的。尋找合適的分散劑來分散納米材料

納米材料加入量的適度問題。一般而言，納米材料的用量與涂料性能變化之間的關(guān)系曲線近似于拋物線。選好納米材料添加量也十分關(guān)鍵。

有必要開展納米涂料施工工藝的研究。納米涂料就本身而言只是一個(gè)半成品，只有施工完畢后才真正成為最終產(chǎn)品。