環(huán)氧碳化硅納米復合材料及應用前景

環(huán)氧碳化硅納米復合材料是一種以改性環(huán)氧樹(shù)脂和黑色碳化硅為基礎，經(jīng)過(guò)添加專(zhuān)門(mén)助劑和特殊工藝制作而成的一種高分子納米非金屬復合材料。該材料具有輕質(zhì)高強、絕緣、導熱、耐酸堿腐蝕、耐磨、環(huán)保、易加工，使用便利等諸多特點(diǎn)。

環(huán)氧碳化硅納米復合材料是近幾年才剛剛興起的一種新興非金屬納米高分子復合材料。環(huán)氧碳化硅納米復合材料因其具有下列優(yōu)異的性能，為其在諸多領(lǐng)域的廣泛應用提供了巨大的空間。

環(huán)氧碳化硅納米復合材料

輕質(zhì)高強

測試結果表明，黑色碳化硅含量WT50%的時(shí)候，環(huán)氧碳化硅納米復合材料的密度為1.6，為碳鋼材料的20%，但完全固化后的抗壓強度為平均217MPa,抗彎強度平均94Mpa,彈性模量平均182GPa.屬于典型的輕質(zhì)高強材料。

耐腐蝕

環(huán)氧碳化硅納米復合材料是良好的耐腐材料，對大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽、以及多種油類(lèi)和溶劑都有較好的抵抗能力。已應用到化工防腐的各個(gè)方面，正在取代碳鋼、不銹鋼、木材、有色金屬等。

絕緣性能好

環(huán)氧碳化硅納米復合材料是作為一種費金屬復合材料，具有良好的絕緣性能。高頻下仍能保護良好介電性。

高導熱

環(huán)氧碳化硅復合材料的導熱系數為1.90-2.15W/mk之間，具有良好的導熱性能，可以快速將設備或者元器件產(chǎn)生的熱量傳導出去，從而讓設備或者元器件具有更加良好的穩定性。

低熱膨脹

環(huán)氧碳化硅復合材料的熱膨脹率低，室溫下只有為6.7X10-6/K，在受熱的情況下，材料的熱穩定佳，可以較好的維持零部件的形狀和機械精度。

耐磨損

環(huán)氧碳化硅復合材料中的碳化硅作為耐磨材料，在諸多領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用，改性環(huán)氧樹(shù)脂與碳化硅顆粒的有機結合，提高了碳化硅結構的致密性，從而使得環(huán)氧碳化硅復合材料具有優(yōu)異的耐磨性能。

凝固成型時(shí)間短

環(huán)氧碳化硅復合材料在常溫條件下，經(jīng)過(guò)2個(gè)小時(shí)的固化，即可達到足夠的強度，可以大大縮短生產(chǎn)工時(shí)。

材料形態(tài)靈活

環(huán)氧碳化硅復合材料可以根據應用領(lǐng)域的不同工藝特點(diǎn)，靈活的調整其物理性能，滿(mǎn)足終端用戶(hù)對產(chǎn)品流動(dòng)性、附著(zhù)力、固化時(shí)間、機械強度等不同的要求。

（1）可以根據應用領(lǐng)域需要，以流動(dòng)性良好的液體方式存在，以滿(mǎn)足電子封裝、表面噴涂、澆注成型等工藝流程的需要，也可以以半固態(tài)形式存在，以滿(mǎn)足壓鑄成型的需要。

（2）在根據零部件的結構特點(diǎn)，以澆注方式模具成型，可以做出結構復雜的各類(lèi)輕質(zhì)高強度工件。相比較礦物鑄件材料在產(chǎn)品壁厚、結構等方面的限制，環(huán)氧碳化硅復合材料由于材料的分子結構更加細密，抗壓、抗彎、彈性模量等性能更高以及更加出色的流動(dòng)性等特點(diǎn)，更適合剛性要求高、結構更復雜的產(chǎn)品。

（3）常溫靜態(tài)澆注的特性，使得脫模產(chǎn)品的形狀尺寸、孔位精度和表面精度更加穩定可靠。

圖片

環(huán)氧碳化硅納米復合材料與礦物鑄件材料內部結構對比

u高精度

經(jīng)過(guò)環(huán)氧碳化硅復合材料具有良好的耐磨性，但在目前的精密加工條件下，仍然可以對已經(jīng)制成的環(huán)氧碳化硅復合材料的零部件進(jìn)行高精密的車(chē)銑、研磨加工，從而保證作為機械零部件應用時(shí)，制成品具有較高的精密度和長(cháng)期穩定性。經(jīng)大量的實(shí)驗，經(jīng)過(guò)精密加工后的零部件精度可以到達0.005mm之內的高精度。

環(huán)氧碳化硅復合材料作為最近幾年才出現的一種新型輕質(zhì)、高強度、絕緣、耐腐蝕的非金屬復合材料，將會(huì )在航空航天、軍工、高端智能裝備、電子封裝、防腐、家電、醫療等領(lǐng)域具有廣闊的應用空間。該新材料目前也是世界各主要國家重點(diǎn)研究的新材料之一，基本上還處于研發(fā)、測試以及局部研發(fā)成果向市場(chǎng)應用轉化的階段。

環(huán)氧碳化硅復合材料目前受制于研發(fā)投入大，材料成本高、缺乏批量成本效應等制約，距離大批量多領(lǐng)域展開(kāi)應用還有一定的距離，但作為一種具有多種獨特性能優(yōu)勢的新材料，隨著(zhù)研發(fā)、測試以及應用驗證在不同領(lǐng)域的不斷展開(kāi)，相信在不久的將來(lái)，就會(huì )在軍事、航天、高端智能裝備、電子、新能源汽車(chē)、半導體封裝等諸多領(lǐng)域看到它的身影。