天津绝缘纳米陶瓷涂覆

传统陶瓷材料具有高硬度、耐高温、耐腐蚀等优异性能，但由于其质地较脆，韧性、强度较差，因而使它的应用受到较大的限制。随着纳米科学研究深入，发现纳米粉体展现出如表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应等许多特殊性质，对纳米陶瓷的研究报导也越来越多，纳米陶瓷涂层也成为有机树脂涂层、金属及合金涂层之后涌现出来的一大类无机非金属涂层的总称，在20世纪90年代以来，在航空航天、电子、以及等前列领域得到了持续高速的发展。与微米级陶瓷涂层相比，纳米陶瓷涂层更耐用。天津绝缘纳米陶瓷涂覆

目前，具有离子导电特性的聚(4-苯乙烯磺酸锂)逐步代替传统的黏合剂，在PE微孔膜表面涂覆5μm厚的Al2O3功能层，制备了具有良好离子导电性能的复合锂离子电池隔膜。陶瓷粉体材料陶瓷粉体材料具有热、化学、力学稳定性好等特点，应用于锂电池隔膜可以防止高温时热失控的扩大，提高电池的热稳定性；其次陶瓷粉体颗粒表面的—OH等基团亲液性较强，从而提高隔膜对于电解液的浸润性。目前，主要应用于制备陶瓷复合隔膜主要有Al2O3、SiO2、TiO2和BaTiO3等。陶瓷复合隔膜—结构分类结构成膜方法性能特点单层复合涂覆陶瓷层只分布在基膜的一侧具有陶瓷层、基膜的双层结构双层复合涂覆或静电纺丝陶瓷层分布在基膜的前后两侧，具有陶瓷层、基膜、陶瓷层的三层对称结构；或两层基膜中间夹陶瓷层的三明治结构。天津绝缘纳米陶瓷涂覆碳化钨/钴(WC/Co)金属陶瓷涂层是一种优良的抗摩擦磨损材料。

激光熔覆采用激光法制备陶瓷涂层，可在金属表面预先进行陶瓷涂层，然后再进行激光处理，使涂层组织更细密。也可以直接进行激光涂层:先喷涂过渡层(如NiCr、NiAl、NiCrAl、Mo等)材料，再用脉冲激光涂敷陶瓷材料，使过滤层中Ni、Cr合金与陶瓷中Al2O3、ZrO2附在基体表面，形成多孔性，使基体中的金属分子也能扩散到陶瓷中，进而改善涂层结构与性能。如在氮气、氧气中的基体表面涂敷Al、Cr、Ti等金属，并进行激光处理，形成Al2O3、Cr2O3、TiO2的纳米陶瓷涂层具有很高的热稳定性、耐磨性和耐腐蚀性。

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，一般采用拉伸法检测涂层的拉伸结合强度。当然，也可通过剪切试验检测涂层与基体界面的剪切强度。纳米陶瓷涂层提高结合强度的原因主要有两个原因：（1）未扩展的层间裂纹对涂层残余应力的释放作用；（2）纳米结构喂料在喷涂过程中飞行速度比普通粉末约高1/3，因而利于提高涂层中颗粒间以及涂层与基体之间的结合强度。◆◆◆◆◆三、制备纳米陶瓷涂层方法涂层技术是表面改性工程中的一个重要技术，涂层能够高效的实现材料的优异性能，同时经济效益。制备纳米结构的陶瓷涂层常用的方法主要有等离子喷涂、电泳沉积、物相沉积、激光熔覆等。1、等离子喷涂等离子喷涂分为大气等离子喷涂(APS)。

单、双层陶瓷复合隔膜是在传统锂离子电池隔膜的基础上，主要以聚烯烃微孔膜、无纺布等为基膜，通过一定工艺涂覆陶瓷层制备的复合锂离子电池隔膜。主要通过原子层沉积技术在基膜表面沉积了一层厚度约为6nm的超薄Al2O3功能层，制备了陶瓷复合隔膜。涂覆成膜工艺缺点是陶瓷层与基膜间的结合力较弱，易出现陶瓷层脱落现象。静电纺丝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。该工艺优点是：陶瓷粉体颗粒层被限制在双层聚丙烯腈无纺布之间，有效避免了粉体粒子的脱落，同时改善复合隔膜的热稳定性和机械强度。纳米陶瓷涂层根据材料种类可分为氧化物和非氧化物两大类。天津绝缘纳米陶瓷涂覆

纳米陶瓷涂覆可现场加工。天津绝缘纳米陶瓷涂覆

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。天津绝缘纳米陶瓷涂覆