纳米氮化钛

纳米氮化钛粉体一、性能特点本产品纯度高，粒径小，比表面积大，表面活性高，紫外光屏蔽大于80%以上，有很好的阻隔性能。该材料具有良好的导电性，可用作熔盐电解的电极和电触头等导电材料。二、主要参数三、主要用途1、在纳米氮化钛PET啤酒瓶及塑料包装材料上高阻隔的应用：采用纳米TiN复合材料阻隔技术，将Nano-TiN与PET树脂复合形成复合材料，这些纳米粒子能够阻塞分子间隙，使气体难以扩散渗透，从而提高了PET树脂瓶的阻隔性。由于加入的纳米材料数量非常少，这种材料可以在现有的各种制瓶机上直接应用，不需要更新设备。产品保持PET瓶无色透明的外观，其阻隔性能提高10倍以上，添加比例仅为千分之一。2、在PET工程塑料里的应用：纳米少量纳米氮化钛粉体用在热塑性工程塑料如PET，PA等等，可以当做结晶成核剂使用，将纳米氮化钛分散与乙二醇中，通过聚合的方式使纳米氮化钛更好的分散与PET工程塑料中，可以大大加快PET工程塑料的结晶速率，使其成型简单，扩大PET工程塑料的应用范围。同时数目众多的纳米氮化钛颗粒弥散与PET中，由于纳米效应可以使PET工程塑料的耐磨性能，抗冲击性能得到很大幅度的提高。3.在太阳能真空管上高太阳光吸收剂的应用：经中科院研究所检测纳米氮化钛对光的吸收可以达到80%以上，并在吸收光能的同时放出热能。目前台湾企业已经于我们合作，经过实验表明产品太阳能加热器镀层或塑料薄膜中添加，添加比例仅为千分之一，可以在3分钟内使水温升高4-5℃。可以代替传统的真空镀膜，大幅度降低生产成本。4、高热辐射率涂层的应用：纳米TiN粉作为高温中使用的高热辐射率涂层材料的关键材料，添加该组分所研制的涂层材料采用等离子喷涂技术制备的涂层，检测发现热辐射率性能大幅度提高，该产品主要应用于高温炉窑节能、军工等方面。5、硬质合金中的应用：具有的高表面活性可以使晶粒以较快速度合并，在使晶粒尺寸增大同时晶粒与性能指标纳米陶瓷粉纯度总氧含量晶型平均粒度比表面积松装密度外观颜色纳米TiN97.0%1.0%立方结构14nm80m2/g0.08g/cm3黑色晶粒合并的驱动力减小，从而增加晶粒的形成，大大增加了晶粒的数量，达到了晶粒细化的效果。在合金中形成晶须结构，更加提高合金硬度及韧性。采用粉末冶金原理和方法(包括纳米粉分散技术与工艺)，加入纳米TiN可以细化金属晶粒。在合金中形成晶须结构，提高合金硬度及韧性明显。6、其他领域的应用：在纳米复合硬质刀具、高温陶瓷导电材料、耐热耐磨材料、弥散强化材料等。纳米氮化钛应于PET材料中纳米氮化钛粉体性能特点等离子弧气相法生产的纳米氮化钛粉体纯度高，分散性能好,粒径小，比表面积大，表面活性高，纳米氮化钛粉体对紫外线、可见光、红外线的吸收率都在80%以上。纳米氮化钛粉体化学性质稳定，熔点高，具有抗氧化、强度高、硬度高、导热性好等特性。纳米氮化钛粉体仅需在PET树脂里添加10PPM，大幅度提高PET树脂如下性能：1、使PET树脂从黄色变成天蓝色，从而使PET包装材料视觉效果更好，引起最终消费者的购买欲望。取代PET中增白剂的用量。1吨PET添加增白剂的成本为150元左右，添加纳米氮化钛的成本为25元。在提高材料性能的同时为企业节约了成本。2、大幅度提高PET树脂包装材料的抗紫外线性能，从而用于食品、药品、化妆品等PET包装领域，大大提高保质期。3、大幅度提高PET树脂包装材料的红外线吸收能力，使得PET树脂在吹塑成型时升温更快，吹瓶速度提高10倍以上，大幅度提高生产效率，节省能源。价格为：2500元/公斤我公司已与中国石化仪征化纤股份有限公司、苏州三房巷集团公司和上海金山石化等企业联合开发高性能PET材料。目前企业正处实验阶段，实验效果良好。预计在2个月内综合实验将会获得成功，我公司在提供高品质产品的同时对产品应用进行了充分的研发和研究工作。仪征化纤目前主要生产各种PET，合成能力172万吨/年，主要有短纤维、长丝，各种膜用切片、工业丝用切片、常规涤纶纤维用切片，在瓶用包装方面目前产能是42万吨/年，纳米级氮化钛粉体按10PPM的添加量，年需要纳米级氮化钛粉体4.2吨。苏州三房巷集团公司年产聚酯切片与纤维200万吨，其中PET瓶聚酯切片年产50万吨，按10ppmTiN的加入量，则年需求纳米TiN粉体5吨。上海金山石化年产聚酯切片与纤维500万吨，其中PET瓶聚酯切片年产150万吨，按10ppmTiN的加入量，则年需求纳米TiN粉体15吨。随着产品的应用成功，纳米氮化钛粉体将广泛应用于PET树脂中。目前国内生产同类产品的企业有1、远纺工业（上海）有限公司台湾在大陆投资的企业，在上海的产能情况是合成能力150万吨/年，其中瓶级PET树脂40万吨/年，纳米级氮化钛粉体按10PPM的添加量，年需要纳米级氮化钛粉体4吨。性能指标纳米陶瓷粉纯度总氧含量晶型平均粒度比表面积松装密度外观颜色纳米TiN97.0%1.0%立方结构14nm80m2/g0.08g/cm3黑色2、、常州华润包装材料有限公司华润集团的下属企业，全部生产瓶级PET树脂，年产量是40万吨，纳米级氮化钛粉体按10PPM的添加量，年需要纳米级氮化钛粉体4吨。3、珠海裕华聚酯有限公司年产瓶级PET树脂14万吨，纳米级氮化钛粉体按10PPM的添加量，年需要纳米级氮化钛粉体1.4吨。4、辽阳石油化学纤维有限公司中国石油下属企业，年产10万吨瓶级PET树脂，纳米级氮化钛粉体按10PPM的添加量，年需要纳米级氮化钛粉体1吨。5、四川省宜宾普拉斯包装材料有限公司五粮液集团下属企业，年产15万吨瓶级PET树脂，纳米级氮化钛粉体按10PPM的添加量，年需要纳米级氮化钛粉体1.5吨。6、厦门翔鹭化纤股份有限公司瓶级PET树脂年产5万吨，纳米级氮化钛粉体按10PPM的添加量，年需要纳米级氮化钛粉体0.5吨。7、广东开平春晖股份有限公司有24万吨PET生产线能力，目前年产量5万吨，纳米级氮化钛粉体按10PPM的添加量，年需要纳米级氮化钛粉体0.5吨。8、新疆蓝山屯河聚酯有限公司外资企业，年产6万吨瓶级PET树脂，另有5万吨PET、PBT工程塑料产能，纳米级氮化钛粉体按10PPM的添加量，年需要纳米级氮化钛粉体0.6吨。1、纳米氮化钛在合金上的应用1）纳米合金变质剂晶粒细化的机理：纳米合金变质剂具有高硬度、耐高温、粒度小和分散好的特点。表面ZETA电位:-18.0mV，与金属具有非常优秀的结合力。在钢水结晶过程中成为晶核相，大大增加成晶数量和减少晶粒尺寸。达到细化合金晶粒的效果，改善合金性能的目的。晶粒越细，单位体积内的晶粒界面越多，由于晶界间原子排列比晶粒内部的排列更加紊乱，因而位错密度较高，致使晶界对正常晶格的滑移位错产生缠结，不易穿过晶界继续滑移，变形抗力增大，表现为强度提高。纳米晶合金打破了常规合金生产中的一些定律，即硬度提高必然伴随韧性下降的结论，对于小尺寸晶粒，纳米合金变质剂的高表面活性可以使晶粒以较快速度合并，使晶粒尺寸增大和晶粒与晶粒合并的驱动力同时减小。在合金中形成晶须结构，明显提高合金硬度及韧性。纳米合金变质剂弥散强化的机理是弥散强化：一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段。研究了机械合金化过程中纳米合金变质剂颗粒形貌、尺寸的变化,以及增强相的含量对复合材料抗拉强度、硬度及显微结构的影响。结果表明,纳米合金变质剂对于铁是一种有效的增强相,当纳米合金变质剂的质量百分含量为0.1%时,强化效果较佳,抗拉强度可达495MPa,性能较优。纳米合金变质剂特点：大幅度的降低能耗，达到节能的效果；细化晶粒，增强合金的韧性和硬度减少一定的稀贵金属用量。（例：铬，钼，镍，钒等）合金中形成晶须结构，明显增加合金韧性能在不增加生产成本情况下同时大幅度提高的产品性能2）项目实验性能性能指标及金相图：附：有关检测报告。3）参与前期纳米合金变质剂的应用的企业有：（排名不分先后）广州有色金属研究院天津立鑫晟精细铸造有限公司合肥水泥研究设计院设备及金属材料工程公司宁国东盛耐磨材料有限公司铜陵有色金神耐磨材料有限责任公司铜陵市明诚铸造有限责任公司合肥水泥研究设计院鞍山永信耐磨合金铸件有限公司山西中条山建筑有限公司机电设备制造安装分公司上海海军厂慈溪钢厂上海东佳铸锻厂徐州中通机械公司综合上述公司的前期的试验结果显示，纳米合金变质剂对于铁是一种有效的增强相,各项指标普遍都提高了三度以上。据了解目前这些企业中绝大部分已经进入中试，距大规模的应用也只是时间长短的问题。名称硬度（HV）冲击韧性（J/cm2）延伸率抗拉强度（MPa）标准样铁8016030%176合金60036423%495纳米合金变质剂在钢铁中的应用简介纳米合金变质剂晶粒细化的机理：纳米合金变质剂具有高硬度、耐高温、粒度小和分散好的特点。表面ZETA电位:-18.0mV，与金属具有非常优秀的结合力。在钢水结晶过程中成为晶核相，大大增加成晶数量和减少晶粒尺寸。达到细化合金晶粒的效果，改善合金性能的目的。晶粒越细，单位体积内的晶粒界面越多，由于晶界间原子排列比晶粒内部的排列更加紊乱，因而位错密度较高，致使晶界对正常晶格的滑移位错产生缠结，不易穿过晶界继续滑移，变形抗力增大，表现为强度提高。纳米晶合金打破了常规合金生产中的一些定律，即硬度提高必然伴随韧性下降的结论，对于小尺寸晶粒，纳米合金变质剂的高表面活性可以使晶粒以较快速度合并，使晶粒尺寸增大和晶粒与晶粒合并的驱动力同时减小。在合金中形成晶须结构，明显提高合金硬度及韧性。纳米合金变质剂弥散强化的机理弥散强化：一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段研究了机械合金化过程中纳米合金变质剂颗粒形貌、尺寸的变化,以及增强相的含量对复合材料抗拉强度、硬度及显微结构的影响。结果表明,纳米合金变质剂对于铁是一种有效的增强相,当纳米合金变质剂的质量百分含量为0.1%时,强化效果较佳,抗拉强度可达495MPa,性能较优。纳米合金变质剂晶特点：1、细化晶粒，增强合金的韧性和硬度2、减少一定的稀贵金属用量。（例：铬，钼，镍，钒等）3、合金中形成晶须结构，明显增加合金韧性性能指标及金相图：名称硬度（HV）冲击韧性（J/cm2）延伸率抗拉强度（MPa）标准样铁8016030%176合金60036423%495成功案例：1、S250板锤(高铬,添加量为450公斤加入50克)炉号合金铸态硬度(HRC)原始产品铸态硬度(HRC))合金淬火硬度（HRC）原始淬火硬度(HRC)09031B152.14859.25609031B251.34859.15609031B351.14859.55609031B451.34859.5562、Cr26（锰钢系列、空白样）Cr26（加变质剂）试验表明：晶枝明显打断，晶粒达到细化效果。3低铬磨球钢液的化学成分表C%S%Si%Mn%P%Cr%2.740.0670.690.770.0573.65钢液重量为840Kg，加入纳米合金变质剂量为120g，为万分之一点四.项目浇注温度浇注时间取样时间硬度（HRC）冲击功（J）C111430℃11：0211：105151.53C1253.5523.5C1351.5513.5C145353.53同一炉钢水，没有加纳米合金变质剂项目浇注温度浇注时间取样时间硬度（HRC）冲击功（J）C211424℃11：1011：1648.5491.5C2249492C2347.5481.5C2449481.5钢液的化学成分表钢液重量为840Kg，加入纳米合金变质剂量为120g，为万分之一点四项目浇注温度浇注时间取样时间硬度（HRC）冲击功（J）D111448℃11：3011：4450493.5D1250.5503.5D1349.549.53.5同一炉钢水，没有加纳米合金变质剂项目浇注温度浇注时间取样时间硬度（HRC）冲击功（J）D211460℃11：3911：5245.545.52D2246.5462D2346451.5D2445441.5综上所述纳米合金变质剂使合金的各项力学性能同时得到提高。此项工艺技术可广泛应用于金属冶炼、陶瓷烧结、粉末冶金等行业，在