陶瓷材料论文
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课程论文
陶瓷材料
题目论纳米陶瓷膜
学生姓名李永刚学号66
专业金属材料工程班级
完成日期2011年 12月15日
论陶瓷材料膜
姓名：李永刚学号：66
摘要
纳米陶瓷膜是纳米陶瓷材料的大家庭中的一种，产生于21世纪初，具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、膜再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、膜使用寿命长等众多优势，并且对GPS信号无任何屏蔽作用。由于它具有如此总多的优良性能，现已广泛应用于经济生活的各个领域。
一、前言
陶瓷材料作为全球材料业的三大支柱之一，在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。目前，国际陶瓷市场需求最大的建筑陶瓷年贸易额达50亿美元，并以每年12％～15％的速度增长。据统计仅在欧洲市场2002年工程陶瓷的市场价值为亿欧元，美国亿美元，预计2009年欧洲和美国工程陶瓷的消费将分别达到亿欧元和16．55亿美元。
由于存在脆性(裂纹)、均匀性差、可靠性低、韧性、强度较差等的缺陷，因而使其应用受到了一定的限制。但随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，它克服了陶瓷材料的许多不足，并对材料的力学、电学、热学、磁光学等性能产生重要影响，为陶瓷材料的应用开拓了新领域使陶瓷材料跨入了一个新的历史时期，所以纳米陶瓷被称为是21世纪陶瓷。
纳米陶瓷膜便是纳米陶瓷材料的大家庭中的一种，其产生于21世纪初，具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、膜再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、膜使用寿命长等众多优势，并且对GPS信号无任何屏蔽作用。纳米陶瓷隔热膜是21世纪的航天领域高科技产品，该产品起先应用于美国军事、航空、航天领域，如美国航天飞机表面的蜂窝陶瓷涂层等。
二、正文主体
纳米陶瓷膜简介及发展背景
纳米陶瓷膜产生于21世纪初，是氧化树脂的氧化物，利用光谱筛选的隔热原理，用最先进的纳米技术与优越的喷溅技术制造生产而成。将1米的10亿分
之一的纳米陶瓷物质，均匀涂层在高透明、高品质的聚酯薄膜上，就制成了世界上最先进的能够具有光谱选择性，只筛选可见光的纳米陶瓷隔热膜。纳米陶瓷膜选用了地球上化合物中具有最佳红外反射最低红外吸收的物质，并以此为基础精心设计了光学干涉多层膜系。这类过镀金属族氮化物综合了染色膜的低反光和金属膜的高隔热特性，更加强了陶瓷膜这种光谱选择性。再加上陶瓷本质优良的耐候性、抗氧化性及化学稳定性，使其成为优质高性能的隔热窗膜。
从膜的生产技术来看，目前最好的膜的生产技术是真空磁控溅射，这种膜没有任何污染不会散发甲醛和苯等有害物质，不会褪色，对信号有微弱的屏蔽作用。陶瓷膜是金属膜的更高级一级的处理，它是把金属膜中的金属进行了处理，把金属的这种特性进行了特殊处理，它们已经失去了屏蔽信号的这种作用。240层光学微附技术及ATO纳米微粒技术造就的纳米陶瓷膜，是将可见光反射率最低和对太阳光中的红外线波段反射最高的纳米陶瓷物质，经过特殊工艺处理而成。使其能够保持最高的可见光透射率的同时，又能提供最高的红外线和远红外线的反射，颜色持久度高达10年以上，是高档建筑、汽车的首选产品。
纳米陶瓷膜的性能特点
陶瓷隔热膜系列既不是染色膜也不是金属膜，由导电性物质氮氧化物组成，具有独特的分子结构，它是一种性能独特并持久耐用的复合陶瓷膜结构。由于纳米陶瓷膜的特殊结构使其具有众多优异特性。其具有阻隔红外线、分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、膜再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、膜使用寿命长、隔热性能好，质量稳定等众多优势，并且对GPS信号无任何屏蔽作用。能够保持最高的可见光透射率的同时，又能提供最高的红外线和远红外线的反射，颜色持久度高达10年以上。另外它还大大改善了雾度的问题，收缩能力也大大加强施工安装变得非常容易，下图为纳米陶瓷膜与传统金属膜特性的比较。
纳米陶瓷膜的应用前景
随着国民经济和现代科学技术的发展，节能和环保受到了越来越多的关注。建筑物玻璃、顶棚玻璃、汽车玻璃和船舰玻璃对可见光的透过性有较高的要求，但在满足采光需要而使可见光透过的同时，太阳光的热量也随之传递。因此，对室内温度和空调制冷能耗产生很大影响。特别是在夏季，透过玻璃窗进入室内的太阳热构成了空调负荷的主要因素。通常空调的设定温度与负荷具有如下关系：设定的制冷温度提高2°C，制冷电力负荷将减少约20%；设定的制热温度调低2°C，制热电力负荷将减少约30%。为了节约能源，人们采用了金属镀膜热反射玻璃和各种热反射贴膜，用以反射部分太阳光中的能量，从而达到隔热降温的目的。但是，这些产品存在的在可见光区的不透明性和高反射率问题，限制了它们的应用范围。而且，有的产品隔热效果不佳，有的透光率较低，有的则需要昂贵的设备，工艺条件的控制也很复杂。
纳米陶瓷膜出现，为透明隔热问题的解决提供了新的途径，具有广阔的应用前景及市场价值。目前已有不少公司着力于研发应用此产品。
纳米陶瓷膜的研究现状
纳米陶瓷膜目前主要采用纳米材料淀积技术，有别于PET表面涂布纳米陶瓷，而是将纳米陶瓷材料混合到PET基材颗粒，从而使产品性能达到前所未有的稳定。在金属膜的技术上通过纳米陶瓷技术，采用先进的真空磁控溅射工艺，用精微的纳米状陶瓷物质来制造，从而使产品对光进行智能滤光筛选，最大限度阻隔热量，性能大大优于单纯。此外，纳米陶瓷膜的生产还采用了高隔热低反光技术，一方面可以使有效隔热率超过90%，提高室内舒适度和节省能源；另一方面却没有增加薄膜的反光。（通常提高隔热能力的同时，总是要加强隔热膜的反光，这样会使得室内可见光大量损失，并且使得通信信号大幅减弱；强烈的内反光极易干扰视线，引起视觉疲劳。）
三、结论
上文从纳米陶瓷膜的简介及发展背景、性能特点、应用前景、研究现状四个方面对纳米陶瓷膜进行了简要论述。综上所述，笔者认为纳米陶瓷膜将是二十一世纪透明隔热领域的革新产品，具有广阔的市场前景，将为人类的文明发展做出重要贡献。
参考文献
《陶瓷材料导论》，哈尔滨工程大学出版社
《纳米材料学》，哈尔滨工程大学出版社
《纳米材料》，机械工业出版社
《中国期刊网》
