納米涂層材料認(rèn)識(shí)和應(yīng)用的幾個(gè)誤區(qū)

納米材料與納米涂層

       納米材料是指由尺寸小于100nm（0.1-100nm）的超細(xì)顆粒構(gòu)成的具有小尺寸效應(yīng)的零維、一維、二維、三維材料的總稱。納米材料的概念形成于80年代中期，由于納米材料會(huì)表現(xiàn)出特異的光、電、磁、熱、力學(xué)、機(jī)械等性能，納米技術(shù)迅速滲透到材料的各個(gè)領(lǐng)域，成為當(dāng)前世界科學(xué)研究的熱點(diǎn)。

　　傳統(tǒng)涂層技術(shù)添加納米材料，可使傳統(tǒng)涂層的功能得到飛躍提高，技術(shù)上勿需增加太大的成本。這種納米添加的復(fù)合體系涂層很快就可走向市場(chǎng)展示出強(qiáng)勁的應(yīng)用勢(shì)頭。

　　利用現(xiàn)有的涂層技術(shù)，針對(duì)涂層的性能，添加納米材料，都可以獲得納米復(fù)合體系涂層。納米涂層的實(shí)施對(duì)象既可以是傳統(tǒng)材料基體，也可以是粉末顆粒或是纖維，用于表面修飾、包覆、改性或增添新的特性。

各種納米材料都有相對(duì)側(cè)重的應(yīng)用領(lǐng)域，并非萬能

　　凡是傳統(tǒng)表面涂層技術(shù)，都可以用來或者稍加改造，實(shí)現(xiàn)納米材料復(fù)合涂層。因此市場(chǎng)上也充斥著各種納米材料或者納米材料成份的制品。

　　在硬度高的耐磨涂層中添加納米相，可進(jìn)一步提高涂層的硬度和耐磨性能，并保持較高的韌性。

　　將納米顆粒加入到表面涂層中，可以達(dá)到減小摩擦系數(shù)的效果，形成自潤滑材料，甚至獲得超潤滑功能。在一些涂層中復(fù)合C60，巴基管等，制備出超級(jí)潤滑新材料。涂層中引入納米材料，可顯著地提高材料的耐高溫、抗氧化性。如，在PCBA的表面沉積青山新材TIS-NM納米材料涂層，由于納米顆粒的作用，有效降低了PCB表面能量，形成的納米防水涂層阻止了水分子對(duì)電子元器件的破壞風(fēng)險(xiǎn)，疏水能力明顯增強(qiáng)，改善了氧化層的生長(zhǎng)機(jī)制和力學(xué)性質(zhì)，抗腐蝕抗氧化能力更強(qiáng)。

　　納米材料涂層可以提高基體的腐蝕防護(hù)能力，達(dá)到表面修飾、裝飾目的。在油漆或涂料中加入納米顆粒，可進(jìn)一步提高其防護(hù)能力，能夠耐大氣，紫外線侵害，從而實(shí)現(xiàn)防降解，防變色等功效；另外，還可以在建材產(chǎn)品，如衛(wèi)生潔具、室內(nèi)空間、用具等中運(yùn)用納米材料涂層，產(chǎn)生殺菌、保潔效果。

　　納米材料涂層具有廣泛變化的光學(xué)性能。它的光學(xué)透射譜可從紫外波段一直延伸到遠(yuǎn)紅外波段。納米多層組合涂層經(jīng)過處理后在可見光范圍內(nèi)出現(xiàn)熒光，用于多種光學(xué)應(yīng)用需要，如傳感器等器件。在各種標(biāo)牌表面施以納米材料涂層，成為發(fā)光、反光標(biāo)牌；改變納米涂層的組成和特性，得到光致變色，溫致變色，電致變色等效應(yīng)，產(chǎn)生特殊的防偽，識(shí)別手段。80nm的氧化釔可作為紅外屏蔽涂層，反射熱的效率很高。在諸如玻璃等產(chǎn)品表面上涂納米材料涂層，可以達(dá)到減少光的透射和熱傳遞效果，產(chǎn)生隔熱作用；在涂料中加入納米材料，能夠起到阻燃，隔熱，起到防火作用。

　　經(jīng)過納米復(fù)合的涂層，具有優(yōu)異的電磁性能，利用納米粒子涂料形成的涂層具有良好的吸波能力，能用于隱身涂層。納米氧化鈦、氧化鉻、氧化鐵和氧化鋅等具有半導(dǎo)體性質(zhì)的粒子，加入到樹脂中形成涂層，有很好的靜電屏蔽性能；80nm的欽酸鋇可作為高介電絕緣涂層，40nm的四氧化三鐵能用于磁性涂層；納米結(jié)構(gòu)的多層膜系統(tǒng)產(chǎn)生巨磁阻效應(yīng)，可望作為應(yīng)用于存儲(chǔ)系統(tǒng)中的讀出磁頭。

       當(dāng)然還有一些產(chǎn)品雖然打著“納米”旗號(hào)，但實(shí)際上并非真正采用了納米材料和納米技術(shù)，比如活性碳相關(guān)范疇的一些產(chǎn)品也標(biāo)以納米技術(shù)。

       納米涂層從功能上來說，大體上有疏水、疏油、親水、防霧、防潮防水、防腐、減反射、提高表面硬度 防粘、封裝、易清潔、自潔、建筑防護(hù)、防老化、防風(fēng)化、阻燃、隔熱、添加劑，每一種納米材料都有較側(cè)重的幾個(gè)功能，比如TIS-NM納米涂層重點(diǎn)應(yīng)用于電路板防潮防腐蝕方面，透明超薄，是一種隱形涂層，而表面硬度方面則要弱一些，不能強(qiáng)烈刮擦，可以耐300度高溫，但超高溫目前還有待突破。用戶應(yīng)根據(jù)自身產(chǎn)品的實(shí)際需求選擇適合的納米材料。

電子產(chǎn)品納米防水涂層并非絕對(duì)防水

       對(duì)于納米涂層行列中的納米防水材料，特別是針對(duì)電子產(chǎn)品的防水材料始終處于防意外落水、預(yù)防浸水的階段，很多納米材料本身或者使用納米材料的某種施工工藝都夸大了效果，甚至鼓吹到了神一般的境地，而用戶在使用的過程中卻發(fā)現(xiàn)并非如此神效，這些采用純營銷手段短期充斥市場(chǎng)的材料也必將被淘汰。

       電子產(chǎn)品防水是個(gè)復(fù)雜的工藝，特別是對(duì)于結(jié)構(gòu)和部件較多的產(chǎn)品更為復(fù)雜，比如手機(jī)防水一直是個(gè)難題，手機(jī)有縫隙，不只一條，而是許多條。有接口，有按鈕，有揚(yáng)聲器，有揚(yáng)聲器柵格，有麥克風(fēng)接口，它們都會(huì)留下細(xì)小的縫隙，讓水進(jìn)入手機(jī)。不只如此，屏幕與手機(jī)邊框之間也留有縫隙。

       拆解任何一臺(tái)防水手機(jī)我們都會(huì)發(fā)現(xiàn)，里面有厚厚的粘性材料，它將屏幕與底座粘在一起。制造商在接口（也就是USB、Lighting、3.5毫米耳機(jī)接口）背部涂上膠水，有時(shí)連靠近框架的電路也涂有膠水。

       粘合劑并非萬能，有時(shí)也不管用。在手機(jī)上有些組件是突出的，比如按鈕、接口、可拆除組件，我們肯定不希望粘糊糊的膠水流出來。

       于是制造商引進(jìn)了橡膠墊圈，它是一個(gè)0形環(huán)圈，放在設(shè)備內(nèi)部，緊緊附著在內(nèi)表面上。在手機(jī)的耳機(jī)接口、充電接口附近，我們都能發(fā)現(xiàn)橡膠墊圈，在SIM卡托附近也有一個(gè)小小的橡膠墊圈。蘋果還在一些線纜連接器附近安裝墊圈，增強(qiáng)保護(hù)。

       不漏水，但是空氣可以進(jìn)入，在手機(jī)中有少數(shù)組件是無法完全密封的。揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)需要讓空氣流通，因?yàn)橹挥锌諝庹駝?dòng)才會(huì)發(fā)聲。如果手機(jī)完全不讓空氣進(jìn)入，手機(jī)內(nèi)部的壓力與外部不平衡，壓力就會(huì)在密封手機(jī)上打開缺口，讓水進(jìn)入。

       既然這樣，制造商如何阻擋水的進(jìn)入呢？科學(xué)。許多制造商在制造防水手機(jī)時(shí)，會(huì)在揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)前面安裝非常精細(xì)的網(wǎng)眼，它完全遵循水的自然特點(diǎn)，比如內(nèi)聚力和表面張力，讓水粘在一起而不是穿過網(wǎng)眼。還有一些地方也使用相同的技術(shù)，比如iPhone 7底部左側(cè)的揚(yáng)聲器柵格，或者是Galaxy S7的麥克風(fēng)。

       除了網(wǎng)眼，制造商還增加了防水面料透氣膜（ePTFE），它可以讓空氣自由穿過，平衡壓力。Gore公司生產(chǎn)ePTFE材料Gore-Tex，這種材料和滑雪衫使用的面料一樣。據(jù)Core公司透露，至今它們銷售的便攜電子通風(fēng)口組件高達(dá)10億件。

       一些制造商（比如三星）為了防止充電接口短路，有時(shí)還會(huì)短暫關(guān)閉接口，它們使用耐蝕材料（比如鎳）防止手機(jī)磨損。正因如此，現(xiàn)代防水手機(jī)不需要防水蓋子就能防水。

      顯然防水不是絕對(duì)的，所有的防水技術(shù)都不完美，所謂的防水手機(jī)，從嚴(yán)格意義上講并不“防水”。如果壓力足夠大，水就會(huì)穿過去，只是需要的壓力大小不同而已。正是因?yàn)檫@個(gè)原因，在宣傳時(shí)蘋果、三星、索尼只是說手機(jī)可以“防水”，沒有說它可以“抗水”。

       從外觀鍍膜到真空鍍膜都未真正完美解決手機(jī)防水問題，蘋果公司更是為iPhone7防水申請(qǐng)了N項(xiàng)專利，即使如此蘋果公司仍在銷售合同里明確提出不建議用戶直接將手機(jī)置入水中，并且聲明因用戶自身原因?qū)е逻M(jìn)水損壞將不提供保修服務(wù)。

    大多數(shù)電子產(chǎn)品目前的防水強(qiáng)度僅限于防止意外落水，以便用戶在較短的時(shí)間之內(nèi)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行急救處置，并不能長(zhǎng)期在水中工作。

電子產(chǎn)品使用納米涂層生產(chǎn)成本是次要因素

       由于納米涂層在電子產(chǎn)品上的應(yīng)用重點(diǎn)在于防潮防水防腐蝕，并且商家的宣傳更多是傾向于防水泡水，所以更多制造商在考慮是否采和納米涂層時(shí)更多的是考慮所增加的成本問題，而實(shí)際上納米涂層對(duì)電子產(chǎn)品的保護(hù)，比如TIS-NM納米涂層對(duì)PCBA的保護(hù)能使產(chǎn)品的壽命大幅延長(zhǎng)，增加了耐用性，并且顯著的減少售后，這一切同時(shí)是產(chǎn)品品質(zhì)在消費(fèi)者和客戶心里的沉淀，而品質(zhì)和品牌的塑造往往是一個(gè)較漫長(zhǎng)的過程，品質(zhì)對(duì)品牌的影響是很重要的一個(gè)因素。

如果產(chǎn)品的返修率高也相當(dāng)于損失了一部分利潤，在生產(chǎn)過程中增加少許成本但產(chǎn)品的返修率大幅降低，同樣節(jié)省了成本保住利潤。因此納米涂層在產(chǎn)品上的應(yīng)用不能單純的理解為原材料和人工成本的增加，有必要從戰(zhàn)略意義上進(jìn)行思考。