中國粉體網(wǎng)訊 粉體包覆指通過物理或化學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)化粉體的物理化學性質（如分散性、穩(wěn)定性、導電性、耐腐蝕性等），或賦予其新功能（如催化活性、光響應性）。目前，粉體包覆技術正從“性能改良劑”升級為“功能創(chuàng)造者”，其跨學科整合能力將持續(xù)推動材料科學、納米技術、智能制造等領域的范式變革。
01 真空粉體鍍膜技術
真空粉體鍍膜技術原理
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入腔體。逸出的靶材原子在氣體介質中運動，最終在高頻振動的顆粒表面沉積一層薄膜。同時，可根據(jù)需要通入反應氣體（如氮氣、氧氣等），與靶材原子發(fā)生化學反應，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
真空粉體鍍膜技術優(yōu)勢
傳統(tǒng)粉體包覆工藝如化學鍍、電鍍等，存在環(huán)境污染嚴重、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、精細化的要求。而真空鍍膜技術是在真空環(huán)境下，通過物理或化學方法將金屬、合金、陶瓷等材料沉積到基材表面形成薄膜的技術。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。
真空粉體鍍膜技術的應用現(xiàn)狀
目前，真空鍍膜技術在粉體包覆領域的應用研究不斷深入，越來越多的科研機構和企業(yè)開始將其應用于功能性粉體材料的制備，如在鋰電池正負極材料、催化劑、金屬粉末等領域的表面改性，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，其精準調控能力在碳中和、人工智能、深空探測、低空經(jīng)濟等戰(zhàn)略領域展現(xiàn)不可替代性。
02 應用案例
熱管理復合材料：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)生化學反應，形成Cr3C2等碳化物，從而在界面處實現(xiàn)強有力的化學鍵結合。這一關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，進而抑制金剛石在高溫（>700℃）條件下可能發(fā)生的石墨化轉變以及氧化反應，有力保障了復合材料的長期熱穩(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)生的熱應力。因此，金剛石表面鍍Cr通過“化學鍵合強化界面熱導、物理屏障提供熱防護、填充與梯度匹配實現(xiàn)力學增強”這三重協(xié)同作用，成功使金剛石/銅復合材料的熱導率達到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半導體行業(yè)用金剛石材料技術大會”。屆時，我們邀請到中南大學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合材料制備及應用》的報告，報告將介紹真空鍍膜技術及在金屬復合材料界面優(yōu)化研究中的應用，并就復合材料規(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，中南大學材料科學與工程學院教授、博導，粉末冶金國家重點實驗室固定人員，氣相沉積技術與薄膜材料研究室負責人。長期從事功能薄膜、氣相沉積技術與半導體材料研究，作為課題負責人或核心成員主持和參與國家“十三五”、“十四五”重點研發(fā)、國家自然科學基金、廣東省“十三五”重點研發(fā)、湖南省高新技術產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新引領計劃等項目40余項，與華為、藍思科技、株洲歐科億、深圳眾誠達、深圳富吉等企業(yè)建立了長期緊密的合作關系。
參考來源：新鋒科技
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/石語）
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