近期,粉体圈走访了位于安徽寿县的一家专注于纳米新材料制备的高新技术企业:安徽中航纳米技术发展有限公司,中航纳米新桥生产基地于2025年投产使用。企业与加拿大蒙特利尔大学、武汉理工大学、中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所、合肥工业大学、安徽大学等国内外高校院所建立了产学研交流合作,形成了一支以材料学博士为主体的技术研发团队。其产品主要由独立自主的高温等离子体燃烧技术制备,涵盖高纯纳米氧化铝、高纯纳米氧化锆、高纯纳米氧化钛、高纯纳米氧化钨、超细硼化钛、超细硼化锆等二十多款纳米新材料,产品用于新能源电池材料、航空航天、半导体、导热散热等高端领域。

粉体圈与安徽中航纳米负责人合影
高温等离子体燃烧技术有什么优势?
面对新能源电池、半导体等领域对纳米材料的纯度、分散性要求提高,例如:锂电池用金属氧化物、掺杂氧化物及表面包覆材料需兼具高纯度、纳米化、窄粒径分布、组成均匀、晶体结构可控等特点,而固相法或液相法制备纳米氧化物往往反应步骤多、粒径分布宽且有机物杂质残留,这时高温等离子体燃烧技术就更具优势。对于多元复合纳米材料,等离子体燃烧技术能够使各元素在高温下充分混合,再快速冷却形成纳米微粒,在不同的气氛体系下获得化学组成更均匀的纳米粉体。
安徽中航纳米采用的高温等离子体燃烧技术,以电离氮气形成的高温等离子体作为热源,对反应物料进行快速加热,使其在极短时间内加热至所需温度,完成物料气化、分解及合成等工序。反应产物随后由冷却的高纯氮气快速带离高温区域,并在急剧降温过程中迅速成核、结晶,形成纳米级颗粒。
该方法制备的粉体具有粒度小、粒径分布集中、纯度高、颗粒表面干净无有机杂质、松装密度小、不易团聚、物相完整等特点。此外,该制备方法能够连续反应,实现规模化生产,并可以通过对反应条件的控制以保证批次一致性。后续环节还可以对合成出来的纳米粉体进行在线表面改性与处理,使其充分纳米化、活性化,能与有机体系形成很好的相容性,解决了纳米粉体易团聚、难分散的难题。

安徽中航纳米技术研发中心
一、高纯纳米氧化物系列:通过高温等离子体燃烧技术制备,纯度高、粒径小、分布均匀,比表面积大、磁性异物少、无残余有机物杂质,易于分散等特点。
纳米三氧化二铝:包括伽马相、阿尔法相和混晶三种晶型。伽马相和阿尔法相纳米氧化铝晶相稳定,阿尔法相还有硬度高、尺寸稳定性好的优点。其中伽马相和混晶纳米氧化铝可应用于新能源电池正极包覆、石油化工催化等领域。阿尔法相纳米氧化铝可用于研磨、切割、高强度陶瓷、CMP抛光、半导体、塑料耐磨增强材料等。
纳米二氧化锆:具有硬度较大、抗热震性强、耐高温、化学稳定性好、材料复合性突出等特点。其常温下为绝缘体,在高温下则具有优良的导电性。可应用于燃料电池、耐火材料、油性涂料等领域。
纳米二氧化钛:纳米氧化钛有抗菌、自洁净性,可应用于光触媒和空气净化,也用于磷酸铁锂电池正极材料包覆剂,提高电池的压实密度和能量密度。
纳米氧化镁:具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应,且在体系中有更好的分散性、更高的纳米活性。可用于高性能陶瓷、吸波材料、功能阻燃材料等。
纳米三氧化钨:具有气体敏感性,可用于纳米传感器,对二氧化碳、氨气等气体进行检测。也可以用于油漆、涂料和石油工业催化剂等。
纳米三氧化二钇:具有强的光、电、磁性质、超导性和高化学活性,可应用在光学材料、晶体材料、磁性材料、电池材料、电子陶瓷、工程陶瓷、催化剂等高科技领域。
纳米五氧化二铌:可用于电子、合金及光学玻璃、锂电池正极材料包覆等领域。
纳米氧化镍:在工业上主要用作催化剂、半导体材料(压敏/热敏元件)、磁性材料、玻璃及陶瓷着色剂等原料。
二、高纯超细硼化物系列:通过等离子体高温燃烧技术+破碎超细化制备,所得硼化物纯度高,粒径分布均匀,比表面积大,磁性异物金属杂质少等特点。
超细硼化钛:高熔点、高硬度、耐磨损、导电导热性能佳、抗氧化温度高,好的化学稳定性和抗热振性能。可用作复合陶瓷材料、导电陶瓷材料、耐高温部件等。
超细硼化锆:耐高温、抗氧化、高硬度、高稳定性,具有良好的导电性、导热性、抗氧化性和抗化学腐蚀性,可用作复合陶瓷材料、耐磨涂层、耐火材料等,还可作为中子吸收剂用于核工业。
超细硼化钴:出色抗氧化性的化合物,用于金属零件表面的高耐蚀性和耐磨性的涂层,也可作为催化剂用于储氢和三元高镍电池正极材料中。

安徽中航纳米多品种纳米材料的样品展示
三、高纯纳米氮化物系列:通过等离子体燃烧技术制备,纯度高,粒径小,比表面积大,表面活性高等特点。
纳米氮化铝:经表面改性的纳米氮化铝粉体不水解,含氧量极低,绝缘导热性好,热膨胀系数小;在高分子树脂中增黏不明显,提高塑料和硅橡胶的导热率,并提高复合材料的机械与导热介电性能。
纳米氮化硼:具有干润滑能力佳、化学性质稳定、硬度高、热膨胀系数低等特性,是高温下良好的高导热绝缘材料。可应用于绝缘体、耐高温涂层、半导体固相掺合料等。
纳米氮化钛:氮量高、耐高温、抗氧化、硬度高,红外吸收>80%、紫外光蔽>85%,可用于隔热涂料及汽车陶瓷膜、增韧陶瓷等;导电性佳,可用作熔盐电解的电极、电触头等导电材料等。
小结
基于高温等离子体燃烧技术,安徽中航纳米的产品覆盖了纳米氧化物、氮化物及硼化物等多个品种体系。面对新能源电池、航空航天、半导体等不同下游需求,未来,安徽中航纳米将继续投入更多研发费用到研究纳米材料制备和应用技术开发上,把每一款纳米材料做深、做精、做专。如果您也对安徽中航纳米的产品有需求,欢迎通过粉体圈与中航纳米取得联系。

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