„Микропореста керамика“ е индустриален материал, който често се среща в промишлеността. Когато се спомене микропореста керамика, на някои хора този термин може да звучи непознато – какво представлява всъщност?
История на развитието на микропорестата керамика
Всъщност изследванията върху глобалното приложение на микропореста керамика започват през 40-те години на 20 век, а след успешно прилагане в млечната и напитковата (винарска, пивоварна, производство на ябълково вино) индустрия във Франция в началото на 80-те години на 20 век, тя започва да се използва и в други сфери като пречистване на отпадъчни води и съответни приложения.
През 2004 г. продажбите на пазара на порести керамики в световен мащаб надхвърлиха 10 милиарда щатски долара, а растежът на продажбите се развива с годишен темп от 35% поради успешното приложение на микропорести керамики в прецизната филтрация и сепарация.
Микропорестите керамики са еднородни порести структури, което е нов тип керамичен материал, но също така и функционални структурни керамики. Както подсказва името, това е керамично тяло с голям брой отворени или затворени микропори във вътрешността или на повърхността на керамиката. Микропорите на микропорестите керамики са много малки, като размерът на порите обикновено е в микронов или субмикронов диапазон и едва видими с невъоръжено око. Всъщност микропорестите керамики се използват в ежедневието, например филтърни елементи в уреди за почистване на вода и елементи за атомизация в електронни цигари.
Порестите керамики могат да се класифицират по отношение на размерите, фазовия състав и структурата на порите (големина на порите, морфология на порите и свързаност на порите).
Според размера на порите се разделят на: керамика с груби пори (големина на порите > 500 μm), керамика с големи пори (големина на порите 100~500 μm), керамика със средни пори (големина на порите 10~100 μm), керамика с малки пори (големина на порите 1~50 μm), керамика с тънки пори (големина на порите 0.1~1 μm) и керамика с микропори. Според структурата на порите, порестите керамики могат да се разделят на керамики с равномерна пореста структура и керамики с неравномерна пореста структура.
Микропорестите керамики са нов тип неорганични неметални филтърни материали. Микропорестите керамики се състоят от съставни частици, свързващи вещества, пори и още три компонента. Използват се кварцов пясък, корунд, алуминий (Al2O3), силициев карбид (SiC), мулит (2Al2O3-3SiO2) и керамични частици като агрегати, смесени с определено количество свързващо вещество и порообразувател, след което се обработват при висока температура. Съставните частици, свързващите вещества, порообразувателите и техните условия на свързване определят размера на порите, порьозността, въздушната пропускливост и другите основни характеристики на керамиката. Агрегатите, както и адхезивите, се подбират според целта на употреба на продукта. Обикновено се изисква агрегатите да притежават висока якост, устойчивост на високи температури, корозионна устойчивост, форма, близка до сферична (лесно формиране на филтриращи условия), лесна гранулируемост в зададен диапазон на размерите на частиците и добра съвместимост със свързващите вещества. Ако основата и размерът на частиците на агрегата са еднакви и другите условия са еднакви, размерът на порите, порьозността, въздушната пропускливост и другите показатели на продукта могат да постигнат идеалната цел.
Характеристики на микропореста керамика
Порите на порестата керамика идват от две части: едната част идва от междучастичните вдлъбнатини, останали при процеса на спечатване на праховите частици, а другата част идва от порите, образувани от порообразувателя.
Порите са равномерно разпределени и могат да се произведат микропорести керамични продукти с избран размер на порите.
Добра химична стабилност, устойчивост на химични корозии – с изключение на флуороводородна киселина и концентрирана алкална среда, всички среди притежават отлична устойчивост на корозия. Чрез избор на материали и контрол на процеса може да се произведе микропореста керамика, подходяща за различни корозионни среди, която не встъпва в химични реакции с други вещества, така че флуидът не се замърсява от измиваеми вещества и няма да предизвиква вторично замърсяване;
Устойчивост на високи температури, няма изпаряване на вредни вещества, добра термична стабилност, няма термично деформиране, омекотяване, оксидация, може да се използва при температура от -50 до 500°C.
Висока механична якост и твърдост, при пневматични, хидравлични или други натоварвания под налягане, формата и размерите на отворите няма да се променят;
Има добра възстановяемост и по принцип може да възстанови първоначалната си филтрираща способност чрез обратно промиване с течност или газ, което осигурява дълъг експлоатационен срок, а също така притежава добро антимикробно действие и не се разгражда лесно от бактерии.
Добра адсорбционна способност, микропореста керамика, поради свойството на повърхността на порестото твърдо тяло, притежава голяма вътрешна повърхност, т.е. голяма повърхностна енергия, поради което има силна адсорбционна способност и може да абсорбира и филтрира голям брой микроскопични във въздуха частици.
Незагрязваща, в добро чисто състояние, нетоксична и без мирис, не отделя чужди примеси и няма да предизвиква вторично замърсяване, може да замени филтриращи материали като паметни платове, копринени платове, пластмаси, мрежи от скъпи метали и т.н., като се отстранят недостатъците на тези филтриращи материали.
Приложения на микропореста керамика
Микропорестата керамика притежава предимства като адсорбция, пропускливост на въздух, корозионна устойчивост, съвместимост с околната среда, биосъвместимост и уникални физични и химични свойства и се използва широко за филтриране на различни течности, газово филтриране, както и за фиксиране на биологични ензимни носители и носители с биологична съвместимост.
Пазарният потенциал за развитие и приложение на микропореста керамика е изключително голям и тя се превръща в нов вид керамичен материал, който се разработва от множество научноизследователски институти и производители в страната и чужбина.
Пазарният потенциал за развитие и приложение на микропорести керамики е много широк и този вид керамика се превръща в нов материал, по който работят много научноизследователски институти и производители в страната и чужбина. В момента тя намира широко приложение в областите на опазването на околната среда, икономията на енергия, авиацията и космоса, химическата промишленост, петролопреработването, металургията, хранително-вкусовата, фармацевтичната, биологичната и медицинската индустрия, отглеждането на растения и животни и други отрасли, което значително подобрява качеството на продуктите и конкурентоспособността на тези индустрии на пазара. Като материали за филтриране и разделяне на газове и течности, за звукоизолация и виброзаглушаване, като материали за топлообменници, химически добавки, биокерамика, носители за катализатори, адсорбенти, имплантируеми биологични материали, специални строителни материали, изкуствени органи и огнеупорни материали, сенсорни материали и др., те са въведени в много научни дисциплини и области, което предизвиква голям интерес от глобалната материалознавствена общност.
Като нов тип керамика с широко приложение и добри перспективи за развитие, микропорестата керамика е станала тема на голям интерес.
EN
