原子制造助力耐溫抗蝕金屬顆粒防護,柔電科技榮獲中國腐蝕與防護學(xué)會(huì )科學(xué)技術(shù)二等獎
近日,柔電(武漢)科技有限公司聯(lián)合江漢大學(xué)、中國航發(fā)北京航材院等單位共同申報的《耐溫抗蝕金屬吸波材料表面極限調控技術(shù)及應用》,經(jīng)中國腐蝕與防護學(xué)會(huì )科學(xué)技術(shù)獎詳審委員會(huì )評審,被授予“中國腐蝕與防護學(xué)會(huì )科學(xué)技術(shù)獎”二等獎。此前,柔電科技還獲得中國航空學(xué)會(huì )創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)大賽一等獎和創(chuàng )客中國全國500強。公司創(chuàng )始人近日受邀在第八屆中國航空創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)大賽暨首屆中國空天科技企業(yè)家年會(huì )發(fā)表了《實(shí)現微納米顆粒表面極限調控的關(guān)鍵技術(shù)與裝備》的主題演講。
中國腐蝕與防護學(xué)會(huì )成立于1979年11月,是中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì )的組成部分,具有獨立法人資格的國家一級學(xué)會(huì )。中國腐蝕與防護學(xué)會(huì )科學(xué)技術(shù)獎是國家獎勵辦核準,由中國腐蝕與防護學(xué)會(huì )設立,旨在表彰和鼓勵在腐蝕與防護領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)活動(dòng)中完成重大科學(xué)技術(shù)工程、計劃、項目做出突出貢獻的組織和個(gè)人,促進(jìn)科技成果產(chǎn)業(yè)化和商品化,加速科教興國和可持續發(fā)展戰略的實(shí)施。
磁性材料指能在磁場(chǎng)激發(fā)下產(chǎn)生磁性能的材料,主要分為軟磁材料、永磁材料等。其中軟磁材料廣泛用于各種電氣電路,尤其伴隨 EV/綠色能源轉型,電氣電路功率傳輸與控制需求大幅提升,催化軟磁材料需求及技術(shù)工藝快速迭代。
軟磁材料發(fā)展呈現產(chǎn)品需求與材料技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)的格局,高功率、小型化、低損耗等應用要求不斷提升下,軟磁材料高電阻率、高飽和磁密、高磁導率性能提升是未來(lái)的發(fā)展方向。軟磁材料低損耗核心在于提升電阻率,包覆成為未來(lái)軟磁材料發(fā)展的必由之路。
航空發(fā)動(dòng)機需要在高溫、高速、高負荷的苛刻條件下反復工作,所使用的材料長(cháng)期處于高溫、復雜應力、水氧腐蝕和熱沖擊等苛刻環(huán)境中,從而產(chǎn)生了航空發(fā)動(dòng)機對高溫雷達吸波涂層的需求。
但目前常用的磁損耗型吸收劑,如羰基鐵粉、鐵磁性金屬粉體等,耐高溫氧化性能較差,一直制約著(zhù)發(fā)動(dòng)機隱身材料的發(fā)展。同時(shí),由于金屬粉體化學(xué)活性高,非常容易發(fā)生腐蝕,另外,隱身材料為滿(mǎn)足寬頻需求,吸收劑需要進(jìn)行扁平化處理,這就增加了金屬粉體與腐蝕介質(zhì)的接觸面積,使得腐蝕更易發(fā)生,腐蝕情況的發(fā)生會(huì )造成涂層失效,甚至脫落,尤其是發(fā)動(dòng)機隱身材料如果發(fā)生涂層脫落進(jìn)入發(fā)動(dòng)機內部,會(huì )造成發(fā)動(dòng)機損壞,進(jìn)而影響飛機的安全性。如何提高吸收劑的耐溫性、抗氧化性和耐腐蝕性將是突破發(fā)動(dòng)機隱身材料發(fā)展瓶頸的關(guān)鍵點(diǎn)。
傳統金屬吸波隱身材料通常的濕法或者干法包覆難以控制包覆厚度和實(shí)現均勻致密的包覆層,過(guò)厚的包覆層會(huì )影響金屬吸波隱身材料的電磁性能,太薄的包覆層很難實(shí)現均勻致密包覆層,包覆層中的孔洞反而會(huì )加速腐蝕過(guò)程。
原子層沉積(ALD)技術(shù),是一種在氣相中使用連續化學(xué)反應的薄膜形成技術(shù),該技術(shù)被廣泛應用于半導體和光伏產(chǎn)業(yè),但是該技術(shù)目前一般只能針對平面物體進(jìn)行薄膜沉積。
柔電(武漢)科技有限公司將該技術(shù)成功地應用于金屬吸波隱身材料包覆,即在粉末表面實(shí)現精準三維包覆,包覆層均勻致密,厚度控制精度達到埃米級別,同時(shí)采用多種耐高溫陶瓷納米疊層結構,實(shí)現了耐腐蝕抗氧化性和吸波吸能的平衡,全面提升了材料的綜合性能。使用該項包覆技術(shù)的吸波材料在耐高溫性和抗腐蝕性方面均達到國際領(lǐng)先水平。
公司設計并開(kāi)發(fā)的“級進(jìn)式”空間型ALD粉體包覆設備,利用空間換時(shí)間的理念,攻克了千噸級粉體表面納米級別包覆的技術(shù)難題。同時(shí),通過(guò)對于前驅體用量的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監控,使前驅體利用率達到95 %以上。該成果實(shí)現了實(shí)際應用,包括在耐高溫抗腐蝕金屬材料以及基于A(yíng)LD的精準納膜包覆摻雜(PNCD)工藝提升了鋰電池正極材料在高電壓下的穩定性。成果已在電池、導熱和航空航天等領(lǐng)域得到成功應用,產(chǎn)生了顯著(zhù)的經(jīng)濟、社會(huì )和生態(tài)效益。本成果已經(jīng)獲得授權國家專(zhuān)利28項,其中,發(fā)明專(zhuān)利25項,實(shí)用新型專(zhuān)利3項。
柔電科技位于武漢高新區光谷電子工業(yè)園三期,擁有生產(chǎn)基地5000平方米,研發(fā)中心約500平米,具備完整系統的ALD研發(fā)中試平臺及完備的固/液態(tài)電池、超級電容、混合電容等產(chǎn)品測試產(chǎn)線(xiàn)。公司先后獲得了國家高新技術(shù)企業(yè)、科技小巨人、蹬羚企業(yè)等稱(chēng)號。2023年公司正在開(kāi)發(fā)多規格的ALD/CVD粉體包覆設備,分別為克級/公斤級別的研發(fā)型和年包覆100-500噸級量產(chǎn)型,預計2024年將為廣大科研院所、企業(yè)研究中心提供相關(guān)產(chǎn)品,并為下游量產(chǎn)客戶(hù)提供包覆服務(wù)。
截止2023年12月,柔電科技累計在資本市場(chǎng)獲得五輪投資,投資總額近億元,投資機構有包括中金資本、金鼎資本等在內的多家知名機構。