纳米陶瓷涂料

纳米陶瓷涂料一般称之为纳米耐高温陶瓷粉涂层涂料是一种通过化学反应而形成耐高温陶瓷涂层的涂料。纳米陶瓷粉末涂料在高温环境下具有优异的隔热保温效果，不脱落、不燃烧，耐水、防潮，无毒、对环境没有污染。

纳米是一种长度单位，符号为nm。1纳米=1毫微米(既十亿分之一米)，约为10个原子的长度。假设一根头发的直径为0.05毫米，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度即约为1纳米。

利用纳米技术开发的纳米陶瓷涂料，使得涂料的功能性提强和提升，隔热保温性、耐高温性(超高温金属防氧化涂料耐温1400℃)、绝缘性、自洁性、防腐性等，涂料的强度、韧性和超塑性大幅度提高，克服了传统陶瓷涂料的的许多不足，并对涂料的力学、电学、热学、磁学、光学、节能保护性等性能产生重要影响，为替代工程陶瓷的应用开拓了新领域新的应用。

纳米陶瓷涂料特性

1.强度和韧性强，涂料超塑性大;

2.不脱落，不燃烧;

3.耐水防潮，无毒，节能环保对环境没有污染;

4.隔热保温，耐高温(超高温金属防氧化涂料耐温1400℃);

5.绝缘性好，自洁性强;

纳米陶瓷涂料指标

1.断裂韧性

断裂韧性是反映材料抵抗裂纹失稳扩展的性能指标。纳米陶瓷涂层中存在由纳米颗粒熔化、凝固得到的基体相和未完全熔化的纳米颗粒组成的两相结构，当裂纹扩展到未熔或半熔颗粒与基体相组织界面时，这些颗粒不仅可吸收裂纹扩展能，而且对裂纹扩展有阻止和偏转作用。常规陶瓷涂层中片层状组织间结合较差，裂纹沿层间容易扩展，因此纳米陶瓷涂层韧性优于常规陶瓷涂层;

2.硬度

硬度是陶瓷涂层重要的性能指标之一。喷涂时高温颗粒急速冷却产生的淬硬性、涂层硬度对喷涂工艺参数的依赖性及涂层组织结构的非均质性都会影响硬度的测定。晶粒的细化使得纳米陶瓷涂层的硬度明显大于微米陶瓷涂层;

3.耐磨性

纳米结构涂层硬度和韧性的改善是耐磨性提高的主要原因。纳米陶瓷涂层在磨损过程中可能发生了微凸体的剪切或孔隙等处未完全熔化的颗粒脱离涂层表面，这些细小颗粒在涂层与摩擦件之间的润滑油膜中分散，起到“微轴承”作用，减小了涂层的摩擦系数，从而提高耐磨性能;

4.结合强度

陶瓷涂层的结合强度包括涂层与基体的界面结合强度和涂层自身粘结强度。未扩展的层间裂纹对涂层残余应力的释放作用和纳米结构喂料在喷涂过程中飞行速度比普通粉末高有利于提高结合强度。喷涂粉末纳米化后，可以改善粒子的熔化状态，使涂层孔隙明显减少，且部分孔隙位于变形粒子内部，有助于提高涂层的结合强度;

5.孔隙率

适当的涂层孔隙对于润滑摩擦和高温隔热工件是有利的，但对耐腐蚀、高温抗氧化和高温抗冲刷等工件有害。研究发现，孔隙率与火焰温度和速度有关;也与粒子速度有关，随着粒子速度的增加，孔隙有下降趋势;

6.热导率

热导率是表征热障涂层的主要性能指标，随晶粒变小而降低。由于随着晶粒尺寸的减小，涂层内部的微观界面增多，界面距离减小，使热传导过程中声子的平均自由程降低，材料热导率也随之减小;

纳米陶瓷涂料用途

1.将几厘米厚的纳米陶瓷粉末涂料涂在热力管道外，就能有效防止热力向外扩散;涂料涂在炼钢厂等高温炉内，能使炉外表温度控制在50摄氏度以内，适用于冶金、化工工业电厂的热力锅炉及焦化煤气等热力设备和热力管网等高温设备的防腐、炉外降温;

2.用于腐蚀条件恶劣环境中的重防腐纳米陶瓷涂料，则能有效防护航标灯座、船舶、石油化工设施和各类贮罐、桥梁、桥墩、铁路涵洞、钻井设备、海上油田等设施以及强酸、强碱等生产设备的外表面，在较长时间内防止强酸碱、盐雾、冻融、霉菌等的浸渍;

3.陶瓷本就耐高温并有高介电性质、耐酸碱，故可利用此优点，以纳米粉末混成制造任何工具或涂料;