环氧碳化硅纳米复合材料及应用前景

环氧碳化硅纳米复合材料是一种以改性环氧树脂和黑色碳化硅为基础，经过添加专门助剂和特殊工艺制作而成的一种高分子纳米非金属复合材料。该材料具有轻质高强、绝缘、导热、耐酸碱腐蚀、耐磨、环保、易加工，使用便利等诸多特点。

环氧碳化硅纳米复合材料是近几年才刚刚兴起的一种新兴非金属纳米高分子复合材料。矿物铸件环氧碳化硅纳米复合材料因其具有下列优异的性能，为其在诸多领域的广泛应用提供了巨大的空间。

环氧碳化硅纳米复合材料

轻质高强

测试结果表明，黑色碳化硅含量WT50%的时候，环氧碳化硅纳米复合材料的密度为1.6，为碳钢材料的20%，但完全固化后的抗压强度为平均217MPa,抗弯强度平均94Mpa,弹性模量平均182GPa.属于典型的轻质高强材料。

耐腐蚀

环氧碳化硅纳米复合材料是良好的耐腐材料，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐、以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。已应用到化工防腐的各个方面，正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。

绝缘性能好

环氧碳化硅纳米复合材料是作为一种费金属复合材料，具有良好的绝缘性能。高频下仍能保护良好介电性。

高导热

环氧碳化硅复合材料的导热系数为1.90-2.15W/mk之间，具有良好的导热性能，矿物铸件可以快速将设备或者元器件产生的热量传导出去，从而让设备或者元器件具有更加良好的稳定性。

低热膨胀

环氧碳化硅复合材料的热膨胀率低，室温下只有为6.7X10-6/K，在受热的情况下，材料的热稳定佳，可以较好的维持零部件的形状和机械精度。

耐磨损

环氧碳化硅复合材料中的碳化硅作为耐磨材料，在诸多领域有着广泛的应用，改性环氧树脂与碳化硅颗粒的有机结合，提高了碳化硅结构的致密性，从而使得环氧碳化硅复合材料具有优异的耐磨性能。

凝固成型时间短

环氧碳化硅复合材料在常温条件下，经过2个小时的固化，即可达到足够的强度，可以大大缩短生产工时。

材料形态灵活

环氧碳化硅复合材料可以根据应用领域的不同工艺特点，灵活的调整其物理性能，满足终端用户对产品流动性、附着力、固化时间、机械强度等不同的要求。

（1）可以根据应用领域需要，以流动性良好的液体方式存在，以满足电子封装、表面喷涂、浇注成型等工艺流程的需要，也可以以半固态形式存在，以满足压铸成型的需要。

（2）在根据零部件的结构特点，以浇注方式模具成型，可以做出结构复杂的各类轻质高强度工件。相比较矿物铸件材料在产品壁厚、结构等方面的限制，环氧碳化硅复合材料由于材料的分子结构更加细密，抗压、抗弯、弹性模量等性能更高以及更加出色的流动性等特点，矿物铸件更适合刚性要求高、结构更复杂的产品。

（3）常温静态浇注的特性，使得脱模产品的形状尺寸、孔位精度和表面精度更加稳定可靠。

环氧碳化硅纳米复合材料与矿物铸件材料内部结构对比

u高精度

经过环氧碳化硅复合材料具有良好的耐磨性，但在目前的精密加工条件下，仍然可以对已经制成的环氧碳化硅复合材料的零部件进行高精密的车铣、研磨加工，从而保证作为机械零部件应用时，制成品具有较高的精密度和长期稳定性。经大量的实验，经过精密加工后的零部件精度可以到达0.005mm之内的高精度。

环氧碳化硅复合材料作为最近几年才出现的一种新型轻质、高强度、绝缘、耐腐蚀的非金属复合材料，将会在航空航天、军工、高端智能装备、电子封装、防腐、家电、医疗等领域具有广阔的应用空间。该新材料目前也是世界各主要国家重点研究的新材料之一，基本上还处于研发、测试以及局部研发成果向市场应用转化的阶段。

环氧碳化硅复合材料目前受制于研发投入大，材料成本高、缺乏批量成本效应等制约，距离大批量多领域展开应用还有一定的距离，但作为一种具有多种独特性能优势的新材料，随着研发、测试以及应用验证在不同领域的不断展开，相信在不久的将来，就会在军事、航天、高端智能装备、电子、新能源汽车、半导体封装等诸多领域看到它的身影。