【原创【/font>机械化学碳氮共渗:高效绿色低成本,多领域潜力待挖掘!——访宁波大学姜林文副教授


来源9/span>中国粉体 留白

[导读]专访宁波大学姜林文副教授、/div>

中国粉体网讯2025平/span>12朇/span>3日,由中国粉体网主办皃/span>2025高端钕铁硼永磁材料制备与应用技术大会在浙江宁波隆重召开,会议期间,我们邀请到了业内专家、学者,优秀企业家代表做客对话栏目,进行访谈交流。本期为您分享的是中国粉体网对宁波大学姜林文副教授的专访、/span>


宁波大学姜林斆/span>副教掇/span>

中国粉体网:姛/span>教授您好,首先请您介绍一下您的研究方向及成果、/span>

姜教掇/span>9/span>我的研究主要集中于两大领域:一是磁性材料,包括金属软磁材料以及稀土永磁材料的开发与应用;二是人工晶体生长技术,重点采用坩埚下降法生长非线性光学晶体。这些研究方向在能源、电子与光电等领域具有广泛的应用前景、/span>

中国粉体网:姜教掇/span>,机械化学碳氮共渗技术相较于传统方法有哪些核心突破与优势>/span>

姜教掇/span>9/span>机械化学法在碳氮工程中的应用优势显著。在阐述其优势前,我们首先分析传统碳氮共渗技术的特点。目前主流的传统技术主要有三类9/span>

第一种是用氰化物进行碳氮共渗,氰化物碳氮共渗技术存在安全和环保双重隐患。氰化物为剧毒物质,且其渗透效率较低、/span>

第二种是高温气体碳氮共渗技术:将工件置于含碳、氮气氛中,在高温下使碳、氮原子渗入工件内部。这种方法存在渗透效率低、渗透层薄的问题、/span>

第三种是等离子体碳氮共渗技术:利用高能粒子轰击含碳、氮气体,将原子直接轰入金属材料。该方法虽然效率较高,但设备成本高昂,且高能条件导致共渗均匀性难以控制、/span>

相比之下,机械化学碳氮共渗技术具有四大核心优势:

高效性:仅需数小时即可完成碳氮源向材料内部的渗透;

绿色安全:全过程无有害物质输入输出,无需高温高压条件,是一种环境友好的绿色工艺:/span>

低成本:仅需一台三维震动高能球磨机即可实现,设备投资相对较低;

均匀性强:共渗层厚度大且分布均匀,克服了传统方法仅限于表层的渗透问题、/span>

中国粉体网:姜教掇/span>,碳氮共渗技术如何协同优化高熵合金粉体的吸波性能与服役稳定性?

姜教掇/span>9/span>高熵合金经过碳氮共渗处理后,其化学键结构会发生根本性转变,从单纯的金属键转变为金属键与离子键共存的状态。离子键的引入显著增强了材料的理化稳定性,包括抗氧化、抗腐蚀及抗外力冲击性能。这种结构变化使材料的环境适应能力全面提升,从而协同优化了其吸波性能与服役稳定性。经过机械化学碳氮共渗处理的高熵合金粉体,在宽频范围、高温及腐蚀环境下均能保持高效的电磁波吸收性能,解决了传统吸波材料环境适应性弱的问题、/span>

中国粉体网:请问该技术从实验室走向大规模产业化面临的主要挑战是什么?

姜教掇/span>9/span>目前主要面临两大挑战9/span>

氢脆问题:技术过程中使用的有机物含有氢元素,氢原子渗入金属内部易引发氢脆现象,多数情况下这对材料性能不利,需要开发有效的脱氢工艺、/span>

形貌控制:现有技术获得的产物为不规则片状结构,致密度不理想。而球形材料是加工致密金属材料的理想前驱体,当前形貌控制技术尚需突破。这种不规则形貌使得后续加工成致密金属材料变得困难,限制了其在某些领域的应用、/span>

此外,从实验室规模扩大到工业化生产还面临以下挑战:工艺参数的精确控制与放大效应问题,高能球磨过程的热管理难题,以及批次一致性的保证。还需要建立相应的质量评价体系和质量控制标准,这些都需要在产业化过程中逐一解决、/span>

中国粉体网:姜教掇/span>,机械化学碳氮共渗技术除了在吸波材料领域的成功应用,您认为下一步最具潜力的规模化应用场景会在哪个方向?

姜教掇/span>9/span>我认为三大方向潜力巨大:

高性能磁性材料:碳氮共渗可有效提升稀土永磁材料的矫顽力和磁能积,进而增强其整体磁性能。对于钕铁硼等永磁材料,碳氮原子的间隙固溶能显著改善其磁性能表现,为高效电机、发电机等设备提供更优异的磁性材料、/span>

通用非磁性材料强化:该技术可普遍提升各类金属材料的力学性能、耐腐蚀性和抗氧化性,扩展其应用范围。通过碳氮共渗处理,材料表面形成致密的强化层,能有效抵抗各种恶劣环境的侵蚀,显著延长零部件服役寿命、/span>

储氢材料开发:氢渗入金属内部产生的不利影响可转化为优势,通过可控工艺将材料转化为储氢材料,实现副产品的价值创新。机械化学碳氮共渗过程中金属内部含有的大量氢原子,如果能有效控制和利用,可开发出新型高性能储氢材料,为清洁能源领域提供新的解决方案、/span>

中国粉体网:感谢姜教掇/span>接受我们的采访、/span>

(中国粉体网编辑整理/留白(/span>

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