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)氧樹脂和黑色碳化硅為基礎，經過添加專門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。

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

輕質高強

測試結果表明，黑色碳化硅含量WT50%的時候，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、以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。已應用到化工防腐的各個方面，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(wěn)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(wěn)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，在諸多領域有著廣泛的應用，改性環(huán)氧樹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。

凝固成型時間短

環(huán)氧碳化硅復合材料在常溫條件下，經過2個小時的固化，即可達到足夠的強度，可以大大縮短生產工時。

材料形態(tài)靈活

環(huán)氧碳化硅復合材料可以根據應用領域的不同工藝特點，靈活的調整其物理性能，滿足終端用戶對產品流動性、附著力、固化時間、機械強度等不同的要求。

（1）可以根據應用領域需要，以流動性良好的液體方式存在，以滿足電子封裝、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，以滿足壓鑄成型的需要。

（2）在根據零部件的結構特點，以澆注方式模具成型，可以做出結構復雜的各類輕質高強度工件。相比較礦物鑄件材料在產品壁厚、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性等特點，更適合剛性要求高、結構更復雜的產品。

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

經過環(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，仍然可以對已經制成的環(huán)氧碳化硅復合材料的零部件進行高精密的車銑、研磨加工，從而保證作為機械零部件應用時，制成品具有較高的精密度和長期穩(wěn)定性。經大量的實驗，經過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(xiàn)的一種新型輕質、高強度、絕緣、耐腐蝕的非金屬復合材料，將會在航空航天、軍工、高端智能裝備、電子封裝、防腐、家電、醫(yī)療等領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，距離大批量多領域展開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，隨著研發(fā)、測試以及應用驗證在不同領域的不斷展開，相信在不久的將來，就會在軍事、航天、高端智能裝備、電子、新能源汽車、半導體封裝等諸多領域看到它的身影。