BinNova： 具有獨特材料性能的超細金屬纖維

BinNova金屬纖維科技公司是德國特種過濾材料生產商BinNova公司的子公司，已獲得德國馬克斯-普朗克研究所(MPI)的技術許可，生產非常細且強度極高的金屬纖維。得益于MPI成功研發的理念和設施，該公司計劃開發生產設備，并將很快開始銷售這種金屬纖維及其非織造布。

由金屬制成的超細纖維和非織造織布可應用于各種產品，如電子材料、過濾材料、電池材料和催化材料。然而，這些應用對金屬纖維的材料性能提出了很高的要求。例如，對于金屬纖維而言，合金的多樣性、彈性和耐腐蝕性必不可少。以前，生產直徑小于10 μm的微金屬纖維只能借助于拉伸法或模塑方法。然而，這些方法不適合于制備具有特定性能的材料，此外，這些方法非常復雜且成本很高。MPI的Spatz教授所屬團隊開發出的一種新工藝，可用于生產各種合金的超細金屬纖維，這些合金具有極其多樣的特性，并可以集成到三維網絡中。該工藝現已獲得BinNova金屬纖維科技公司的許可，具有成本效益，并且可規模化生產微金屬纖維，具有之前其他材料無法達到的特殊性能。采用新的微金屬纖維技術生產的直徑小于10 μm的超細金屬纖維如圖1所示。

BinNova金屬纖維科技公司將繼續開發這種創新技術，以使其可成熟應用于市場。該技術以金屬紡絲工藝為基礎，即在金屬紡絲過程中，通過噴嘴將金屬熔體噴射到冷卻的旋轉銅輪上，之后金屬熔體在很短的時間內固化。通過限制單位時間的金屬熔體的熔煉體積，液體金屬膜中出現旋節分解，接著通過施加在轉輪上的離心力調控其結構使其發生固化，最后制備出可批量生產的金屬纖維。該工藝的特別之處在于，快速冷卻過程對金屬原子的排序產生了干預。在固態下，金屬通常是結晶的，它們的原子以規則的間隔排列，就如同在網格中排列一樣。在冶煉過程中，原子不再以這種模式排列，而是出現不規則的空間分布。如果快速冷卻，特殊合金的原子來不及恢復其晶體結構(與正常冷卻相反)，因此在“無序”條件下便發生了固化。正是這些無定形結構使金屬纖維具有不尋常的性能，例如：腐蝕通常發生于結晶區與晶體區之間的界面，然而，由于晶界已不復存在，該種金屬纖維不會發生腐蝕。此外，在強烈沖擊下，原子的剛性排列賦予金屬纖維特殊的彈性。

借助于這種新工藝，有可能首次生產出直徑為1～10 μm的非晶態金屬纖維。

BinNova金屬纖維科技公司成立于2015年，將采用這種新方法生產超細金屬纖維和非織造布，原料包括各種金屬(如鋁、銅、金、鋅和鋼等)和合金。產品將以BinNova金屬纖維科技(MFT)公司的名稱命名并進行銷售。與市場上已有的產品相比，這種方法生產的纖維直徑更小，此外，特殊原材料的選擇和高效的生產工藝可提高該纖維的性能和成本效益。過濾領域是BinNova金屬纖維科技公司最重要的市場之一，這種金屬纖維產品及其特性可根據客戶的需求量身定制。

圖1 采用新的微金屬纖維技術生產的直徑小于10 μm的超細金屬纖維(?BinNova金屬纖維科技公司)