涂料中的新星——纳米陶瓷涂料
1：什么是纳米涂料
利用纳米技术开发的纳米陶瓷材料是指在陶瓷材料的显微结构中，晶粒、晶界以及它们之间的结合都处在纳米水平(1～100nm)，使得材料的强度、韧性、超塑性和耐蚀性大幅度提高，并对材料的力学、电学、热学、磁学、光学等性能产生重要影响，为替代工程陶瓷的应用开拓了新领域。
纳米涂料必须满足两个条件：一是至少有一种材料的尺寸在1~100nm之间，二是纳米相是涂料的性能得到显著提高或者增加了新功能，二者缺一不可。
目前来说，用于涂料的纳米粒子主要是某些金属氧化物（TiO2、Fe2O3、ZnO等）纳米金属粉末、无机盐类和层状硅酸盐（纳米级的黏土）
随着纳米技术的发展，将纳米技术和涂层技术相结合，能够发挥其综合优势，实现材料的力学、热学、电磁学等方面的优良性能，满足其结构性能和环境性能的需求。纳米陶瓷涂料具有特殊物理化学性能的涂层，使得涂层在功能保护上方面呈现常规材料不具备的特性。因此纳米陶瓷涂料在隔热保温、防腐防锈、绝缘保护、自洁防污、吸收节能、封闭耐高温等方面有广阔的应用前景。
2、纳米陶瓷涂层性能：
断裂韧性：断裂韧性是反映材料抵抗裂纹失稳扩展的性能指标。纳米陶瓷涂层中存在由纳米颗粒熔化、凝固得到的基体相和未完全熔化的纳米颗粒组成的两相结构，当裂纹扩展到未熔或半熔颗粒与基体相组织界面时，这些颗粒不仅可吸收裂纹扩展能，而且对裂纹扩展有阻止和偏转作用。
常规陶瓷涂层中片层状组织间结合较差，裂纹沿层间容易扩展，因此纳米陶瓷涂层韧性优于常规陶瓷涂层。
硬度：纳米涂层硬度对喷涂工艺参数和涂层组织结构的非均质性的依赖性低，晶粒的细化使得纳米陶瓷涂层的硬度明显大于微米陶瓷涂层。
耐磨性：纳米结构涂层硬度和韧性的改善是耐磨性提高的主要原因。
纳米陶瓷涂层在磨损过程中可能发生了微凸体的剪切或孔隙等处未完全熔化的颗粒脱离涂层表面，这些细小颗粒在涂层与摩擦件之间的润滑油膜中分散，起到“微轴承”作用，减小了涂层的摩擦系数，从而提高耐磨性能。
结合强度：陶瓷涂层的结合强度包括涂层与基体的界面结合强度和涂层自身粘结强度。喷涂粉末纳米化后，可以改善粒子的熔化状态，使涂层孔隙明显减少，且部分孔隙位于变形粒子内部，有助于提高涂层的结合强度。
3、纳米陶瓷涂料的应用
自洁纳米涂料：纳米材料的双疏机理，使涂层的水分有效排出，并阻止外部水分的浸入，使涂膜具有呼吸的性能。有效的排出灰尘及油污的侵入，使之保持好的自洁性。
例如： 建筑门窗玻璃、汽车车窗玻璃、浴室防雾玻璃、太阳能光伏系列
光学纳米涂料：纳米粒子的粒径远小于可见光的波长，有透过作用，纳米粒子对紫外线具有较强的吸收作用。
在外墙建筑涂料中添加纳米TiO2，SiO2等纳米粒子提高耐候性。（ZS-221、222）
纳米抗菌涂料：在光的照射下，TiO2表面在纳米区域容易形成亲水性和亲油性的超双亲性。如果把国内生产的纳米抗菌粉等作用在涂料中，就可得到纳米杀菌涂料。
比如卫生洁具、室内墙壁、医院手术间和病房的墙面等，可以起到杀菌、防毒的作用。
军事隐身涂料：纳米级的碳基铁粉，镍粉等改性的有机涂料飞机，导弹，军舰等表面，使装备有隐身功能。隐身涂料是隐身技术的关键技术之一。（ZS-2021）
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4、纳米涂料的现存问题
由于纳米粒子比表面积和表面张力都很大，容易吸附而发生团聚，在溶液中将其有效地分散成纳米级粒子是非常困难的。寻找合适的分散剂来分散纳米材料
纳米材料加入量的适度问题。一般而言，纳米材料的用量与涂料性能变化之间的关系曲线近似于抛物线。选好纳米材料添加量也十分关键。
有必要开展纳米涂料施工工艺的研究。纳米涂料就本身而言只是一个半成品，只有施工完毕后才真正成为最终产品。
