BinNova： 具有独特材料性能的超细金属纤维

BinNova金属纤维科技公司是德国特种过滤材料生产商BinNova公司的子公司，已获得德国马克斯-普朗克研究所(MPI)的技术许可，生产非常细且强度极高的金属纤维。得益于MPI成功研发的理念和设施，该公司计划开发生产设备，并将很快开始销售这种金属纤维及其非织造布。

由金属制成的超细纤维和非织造织布可应用于各种产品，如电子材料、过滤材料、电池材料和催化材料。然而，这些应用对金属纤维的材料性能提出了很高的要求。例如，对于金属纤维而言，合金的多样性、弹性和耐腐蚀性必不可少。以前，生产直径小于10 μm的微金属纤维只能借助于拉伸法或模塑方法。然而，这些方法不适合于制备具有特定性能的材料，此外，这些方法非常复杂且成本很高。MPI的Spatz教授所属团队开发出的一种新工艺，可用于生产各种合金的超细金属纤维，这些合金具有极其多样的特性，并可以集成到三维网络中。该工艺现已获得BinNova金属纤维科技公司的许可，具有成本效益，并且可规模化生产微金属纤维，具有之前其他材料无法达到的特殊性能。采用新的微金属纤维技术生产的直径小于10 μm的超细金属纤维如图1所示。

BinNova金属纤维科技公司将继续开发这种创新技术，以使其可成熟应用于市场。该技术以金属纺丝工艺为基础，即在金属纺丝过程中，通过喷嘴将金属熔体喷射到冷却的旋转铜轮上，之后金属熔体在很短的时间内固化。通过限制单位时间的金属熔体的熔炼体积，液体金属膜中出现旋节分解，接着通过施加在转轮上的离心力调控其结构使其发生固化，最后制备出可批量生产的金属纤维。该工艺的特别之处在于，快速冷却过程对金属原子的排序产生了干预。在固态下，金属通常是结晶的，它们的原子以规则的间隔排列，就如同在网格中排列一样。在冶炼过程中，原子不再以这种模式排列，而是出现不规则的空间分布。如果快速冷却，特殊合金的原子来不及恢复其晶体结构(与正常冷却相反)，因此在“无序”条件下便发生了固化。正是这些无定形结构使金属纤维具有不寻常的性能，例如：腐蚀通常发生于结晶区与晶体区之间的界面，然而，由于晶界已不复存在，该种金属纤维不会发生腐蚀。此外，在强烈冲击下，原子的刚性排列赋予金属纤维特殊的弹性。

借助于这种新工艺，有可能首次生产出直径为1～10 μm的非晶态金属纤维。

BinNova金属纤维科技公司成立于2015年，将采用这种新方法生产超细金属纤维和非织造布，原料包括各种金属(如铝、铜、金、锌和钢等)和合金。产品将以BinNova金属纤维科技(MFT)公司的名称命名并进行销售。与市场上已有的产品相比，这种方法生产的纤维直径更小，此外，特殊原材料的选择和高效的生产工艺可提高该纤维的性能和成本效益。过滤领域是BinNova金属纤维科技公司最重要的市场之一，这种金属纤维产品及其特性可根据客户的需求量身定制。

图1 采用新的微金属纤维技术生产的直径小于10 μm的超细金属纤维(©BinNova金属纤维科技公司)