新冠疫情的爆發(fā)使N95口罩廣為人知，它的大賣脫銷也令世人看到了3M的技術(shù)和吸金能力。但事實上，疫情爆發(fā)前N95口罩的營收只占3M總營收不到1%，即便疫情爆發(fā)后N95產(chǎn)能擴大4倍，仍不足總營收的3%。不久前3M發(fā)布2021年業(yè)績報告，其年銷售收入達354億美元，同比增長9.9%，連續(xù)第64年增加股息回報股東高達34億美元。有人不禁會問，除了口罩3M還做啥？

3M產(chǎn)品可謂包羅萬象，包括但不限于磨料、粘接劑、汽配、建筑、清潔、涂料、通訊、醫(yī)療、電子電氣、過濾分離、實驗室、潤滑、辦公、工具設(shè)備等。只行業(yè)類別就已令人眼花繚亂，更不要提幾萬種一一介紹，此文聚焦其先進材料中的陶瓷粉體及制品，力爭做到管中窺豹，從特定角度加深對3M的了解認識，同時也要提醒自己切勿盲人摸象，片面判斷3M公司和其產(chǎn)品價值。

碳化硼粉體

高純度和高硼含量（質(zhì)量百分比約80wt%）是產(chǎn)品重點。可作為硼源生產(chǎn)用于半導(dǎo)體摻雜的化學(xué)氣體和液體，硼相關(guān)材料如二硼化鈦和二硼化鋯的原料，以及用于鋼表面的滲硼/滲硼（硬化）；其本身則以出色的耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性和耐高溫性，可用于增強和中子吸收填料；作為高溫研磨劑處理包括氧化鋁、氧化鋯或碳化硅、碳化鎢、藍寶石、合成寶石和其他硬質(zhì)和超硬材料；還可作為碳基耐火材料的抗氧化劑使用。

氮化硼導(dǎo)熱填料

消費電子領(lǐng)域的散熱和電氣隔離要求提升下，氮化硼填料的出場機會越來越多，目前成熟聚合物部件產(chǎn)品的導(dǎo)熱率可提高到15W/mK水平。

氧化物陶瓷纖維及紡織品

硬脆的陶瓷變成柔韌且高強的纖維，可以繼而制備為包括織物、膠帶、套管和縫紉線。可用于工業(yè)高溫絕緣組件、金屬高溫加工部件、極高溫電氣編織絕緣層、熱電偶絕緣、航空航天和工業(yè)用熱屏蔽等。去年6月，3M宣布其Nextel 312纖維及紡織制品已經(jīng)從美國商業(yè)管制清單和出口管制分類中移除，但其他的Nextel 440、610和720仍受出口管制。可見核心技術(shù)仍有待突破，國產(chǎn)替代仍大有可為。

蒸發(fā)舟

蒸發(fā)舟用于金屬化應(yīng)用，由導(dǎo)電陶瓷復(fù)合材料制成，具有獨特的化學(xué)、機械和電氣特性組合。一般分為氮化硼、二硼化鈦和氮化鋁的三組分產(chǎn)品和去掉氮化鋁的雙組分蒸發(fā)舟。

左：強力復(fù)合摩擦墊片實物 右：工作示意圖

這是一種由鍍鎳鋼基材和部分嵌入的金剛石顆粒組成的小發(fā)明。當(dāng)以螺栓連接的方式放置在兩個組件之間時（例如電池支架或電子涂層框架），鉆石會“咬合”每個表面以形成微縮模型——即使使用不同的對應(yīng)物，靜摩擦系數(shù)也可提高5倍；允許相同的螺栓連接傳遞顯著更高的扭矩負載；無需更改零件或組件尺寸即可實現(xiàn)更高的載荷和剪切力，從而提高設(shè)計自由度。

碳化硅軸承

為要求苛刻的潛水電泵 (ESP) 而設(shè)計的流體動力推力軸承可耐650℉以上高溫，軸承面由液膜隔開，從而最大限度地減少磨損并顯著降低軸承摩擦損失，再輔以特制彈簧系統(tǒng)，可提供出色的減震和高負載能力。

左：碳化硅砂石篩 右：碳化硅噴嘴

在石油和天然氣行業(yè)，碳化硅篩以其耐磨、耐腐蝕能力替代金屬解決方案；碳化硅噴嘴以其在熱負荷下具有高耐磨性和耐腐蝕性、抗熱沖擊性和低變形，效果更勝過碳化鎢硬質(zhì)合金。

氮化硅制品

除了耐熱性和抗沖擊性、電絕緣性和耐磨性，氮化硅還用于輕量化解決方案，適用于發(fā)電、商用車輛、電動汽車 (EV)、航空航天、化學(xué)加工、石油和天然氣等。

堿鋁硅酸鹽陶瓷微球填料

這種陶瓷微球由高強度堿金屬硅酸鋁陶瓷制成，用于涂料油漆可在保持所需性能的同時增加固體含量并減少樹脂需求，區(qū)別于普通無機填料，陶瓷微球在高填充下粘度反而降低，耐擦洗、拋光和流掛。

空心二氧化硅微球

空心二氧化硅微球的材質(zhì)為鈉鈣硼硅玻璃，以其高強、輕質(zhì)、耐腐蝕等特性被廣泛作為功能填料用于材料減重（空心）、尺寸穩(wěn)定（微球不會收縮）、隔熱絕緣、減少樹脂、提升效率、提高光反射等不同用途。

小結(jié)

3M公司的全稱是Minnesota Mining and Manufacturing Company（明尼蘇達礦業(yè)及機器制造公司），這個土氣的名字也指向了3M起家的源頭——礦業(yè)磨料，而這種產(chǎn)品在一戰(zhàn)時由于在切割金屬上擁有的優(yōu)越性能，而被軍隊大量采購；基于公司制造砂紙的技術(shù)能力，3M開發(fā)的透明膠帶很快成為新爆款；接著是止血繃帶和合成橡膠等戰(zhàn)爭物資產(chǎn)品，這使其趕上了二戰(zhàn)紅利……

此后的和平發(fā)展年代，3M沒有躺在好運氣上吃老本，而是以創(chuàng)新為核心指導(dǎo)，不斷向多領(lǐng)域進軍，先后進入了保健品、醫(yī)療、牙科、制藥等領(lǐng)域。3M經(jīng)過100多年的發(fā)展壯大，目前已經(jīng)在全球60多個國家設(shè)立了分公司，其海外收入已經(jīng)高于美國本土，有調(diào)研機構(gòu)甚至稱，全球50%的人口每天直接或間接地接觸到3M公司的產(chǎn)品。

粉體圈 啟東

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