中國粉體網(wǎng)訊 粉體包覆指通過物理或化學(xué)手段在粉末顆粒表面均勻覆蓋一層或多層改性材料的工藝，旨在通過界面改性優(yōu)化粉體的物理化學(xué)性質(zhì)（如分散性、穩(wěn)定性、導(dǎo)電性、耐腐蝕性等），或賦予其新功能（如催化活性、光響應(yīng)性）。目前，粉體包覆技術(shù)正從“性能改良劑”升級為“功能創(chuàng)造者”，其跨學(xué)科整合能力將持續(xù)推動材料科學(xué)、納米技術(shù)、智能制造等領(lǐng)域的范式變革。
01 真空粉體鍍膜技術(shù)
真空粉體鍍膜技術(shù)原理
以磁控濺射鍍膜為例，真空系統(tǒng)將鍍膜腔體抽至所需真空度，通入適量的氬氣，在電控系統(tǒng)的作用下，產(chǎn)生大量的高能氬離子（Ar+），這些氬離子（Ar+）在電場的作用下加速轟擊安裝在陰極的靶材表面，靶材表面的原子獲得足夠的能量逸出并進(jìn)入腔體。逸出的靶材原子在氣體介質(zhì)中運(yùn)動，最終在高頻振動的顆粒表面沉積一層薄膜。同時，可根據(jù)需要通入反應(yīng)氣體（如氮?dú)�、氧氣等），與靶材原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成具有特定性能的化合物薄膜。
磁控濺射粉體包覆原理圖
真空粉體鍍膜技術(shù)優(yōu)勢
傳統(tǒng)粉體包覆工藝如化學(xué)鍍、電鍍等，存在環(huán)境污染嚴(yán)重、鍍層厚度不均勻、難以控制等問題，已無法滿足現(xiàn)代工業(yè)對粉體材料高性能、精細(xì)化的要求。而真空鍍膜技術(shù)是在真空環(huán)境下，通過物理或化學(xué)方法將金屬、合金、陶瓷等材料沉積到基材表面形成薄膜的技術(shù)。它具有環(huán)保、高效、可精確控制鍍層厚度、提高材料表面性能等顯著優(yōu)勢，能夠有效解決傳統(tǒng)粉體包覆工藝的難題，為粉體材料的高性能化和功能化提供了新的途徑。
真空粉體鍍膜技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
目前，真空鍍膜技術(shù)在粉體包覆領(lǐng)域的應(yīng)用研究不斷深入，越來越多的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)開始將其應(yīng)用于功能性粉體材料的制備，如在鋰電池正負(fù)極材料、催化劑、金屬粉末等領(lǐng)域的表面改性，取得了顯著的成果，有效提升了材料的性能和附加值，滿足了不同行業(yè)對粉體材料的高端需求，其精準(zhǔn)調(diào)控能力在碳中和、人工智能、深空探測、低空經(jīng)濟(jì)等戰(zhàn)略領(lǐng)域展現(xiàn)不可替代性。
02 應(yīng)用案例
熱管理復(fù)合材料：金剛石表面鍍Cr
通過在金剛石表面鍍覆鉻（Cr），可使Cr與金剛石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成Cr3C2等碳化物，從而在界面處實現(xiàn)強(qiáng)有力的化學(xué)鍵結(jié)合。這一關(guān)鍵作用能顯著降低界面熱阻，并有效改善純銅對金剛石的潤濕性。同時，鉻鍍層作為物理屏障，能夠隔絕銅與金剛石的直接接觸，進(jìn)而抑制金剛石在高溫（>700℃）條件下可能發(fā)生的石墨化轉(zhuǎn)變以及氧化反應(yīng)，有力保障了復(fù)合材料的長期熱穩(wěn)定性。此外，鉻鍍層還能填充金剛石表面的微裂紋和孔洞，有助于提升金剛石自身的抗壓強(qiáng)度；并且，由于鉻具有約6-8×10-6/K的熱膨脹系數(shù)，它能在銅（較高熱膨脹系數(shù)）與金剛石（低熱膨脹系數(shù)）之間形成熱膨脹系數(shù)梯度，從而緩沖二者在溫度變化時產(chǎn)生的熱應(yīng)力。因此，金剛石表面鍍Cr通過“化學(xué)鍵合強(qiáng)化界面熱導(dǎo)、物理屏障提供熱防護(hù)、填充與梯度匹配實現(xiàn)力學(xué)增強(qiáng)”這三重協(xié)同作用，成功使金剛石/銅復(fù)合材料的熱導(dǎo)率達(dá)到600-1000W/(m·K)的高水平。
2025年11月5日，中國粉體網(wǎng)將在河南•鄭州舉辦“2025半導(dǎo)體行業(yè)用金剛石材料技術(shù)大會”。屆時，我們邀請到中南大學(xué)魏秋平教授出席本次大會并作題為《粉體鍍膜包覆與金屬基復(fù)合材料制備及應(yīng)用》的報告，報告將介紹真空鍍膜技術(shù)及在金屬復(fù)合材料界面優(yōu)化研究中的應(yīng)用，并就復(fù)合材料規(guī)�；苽渲忻媾R的界面缺陷控制及成本優(yōu)化問題提出解決方案。
專家簡介
魏秋平，中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、博導(dǎo)，粉末冶金國家重點(diǎn)實驗室固定人員，氣相沉積技術(shù)與薄膜材料研究室負(fù)責(zé)人。長期從事功能薄膜、氣相沉積技術(shù)與半導(dǎo)體材料研究，作為課題負(fù)責(zé)人或核心成員主持和參與國家“十三五”、“十四五”重點(diǎn)研發(fā)、國家自然科學(xué)基金、廣東省“十三五”重點(diǎn)研發(fā)、湖南省高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新引領(lǐng)計劃等項目40余項，與華為、藍(lán)思科技、株洲歐科億、深圳眾誠達(dá)、深圳富吉等企業(yè)建立了長期緊密的合作關(guān)系。
參考來源：新鋒科技
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/石語）
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