„Mikropórovitá keramika“ je průmyslový materiál, který je v průmyslu běžně používaný. Když se řekne mikropórovitá keramika, někteří lidé s tímto pojmem nemají prakticky žádnou zkušenost, co to vlastně je?
Dějiny vývoje mikropórovité keramiky
Ve skutečnosti začala výzkumná práce na globální mikropórovité keramice ve 40. letech 20. století a po úspěšném zavedení jejího použití v mlékárenském a nápojovém průmyslu (víno, pivo, cidra) ve Francii na počátku 80. let 20. století, začala být využívána také v oblasti čištění odpadních vod a dalších souvisejících oborech.
V roce 2004 překročily tržby na trhu s porézními keramikami na celém světě 10 miliard amerických dolarů a jejich tržby rostly průměrným ročním tempem 35 % díky úspěšnému uplatnění mikroporézních keramik v oblasti přesné filtrace a separace.
Mikroporézní keramiky jsou keramické materiály s rovnoměrnou porézní strukturou, což je nový typ keramického materiálu, ale zároveň funkční strukturní keramika. Jak už název napovídá, jedná se o keramické těleso, které obsahuje velké množství otevřených nebo uzavřených mikropórů uvnitř nebo na povrchu keramiky. Mikropóry v mikroporézní keramice jsou velmi malé, jejich velikost je obvykle v řádu mikronů nebo submikronů a jsou tedy pro lidské oko v podstatě neviditelné. Mikroporézní keramiky se však v běžném životě skutečně vyskytují, například filtrční prvek z keramiky používaný v upravovačích vody nebo atomizační prvek v cigaretových e-kurách.
Pórovité keramiky lze klasifikovat podle rozměrů, fázového složení a pórů (velikost pórů, morfologie pórů a propojení pórů).
Podle velikosti pórů se dělí na: keramiku s hrubými póry (velikost pórů > 500 μm), keramiku s velkými póry (velikost pórů 100–500 μm), keramiku se středními póry (velikost pórů 10–100 μm), keramiku s malými póry (velikost pórů 1–50 μm), keramiku s jemnými póry (velikost pórů 0,1–1 μm) a mikroporézní keramiku. Podle struktury pórů lze pórovitou keramiku rozdělit na keramiku s rovnoměrnou pórózní strukturou a keramiku s nerovnoměrnou pórózní strukturou.
Mikroporézní keramika je nový typ anorganického nekovového filtrčního materiálu. Mikroporézní keramika se skládá ze tří částí: agregačních částic, pojiva a pórů. Jako agregační částice se používají křemenný písek, korund, oxid hlinitý (Al2O3), karbid křemíku (SiC), mulit (2Al2O3-3SiO2) a keramické částice, které se smíchají s určitým množstvím pojiva a porotvorné látky. Po vypálení za vysoké teploty určují agregační částice, pojivo, porotvorná látka a jejich vazebné podmínky velikost pórů, pórovitost, propustnost vzduchu a další hlavní vlastnosti keramiky. Agregáty, stejně jako pojiva, se vybírají v závislosti na účelu použití výrobku. Agregáty obvykle musí mít vysokou pevnost, odolnost proti vysokým teplotám, odolnost vůči korozi, tvar blízký kouli (usnadňuje vytvoření filtrčních podmínek), snadno se granulují v rámci požadovaného rozmezí velikosti částic a vykazují dobrou afinitu k pojivům. Pokud jsou základ agregačních částic a velikost zrn stejné a ostatní podmínky jsou shodné, mohou být velikost pórů, pórovitost, propustnost vzduchu a další parametry výrobku upraveny tak, aby bylo dosaženo ideálního účelu.
Vlastnosti mikroporézní keramiky
Póry v porézní keramice pocházejí ze dvou částí: jedna část pochází z mezidruhových prázdných prostor vzniklých během procesu slinutí práškových částic, druhá část pochází z pórů vytvořených pomocí porotvorného činidla.
Póry jsou rovnoměrně rozloženy a lze vyrábět mikroporézní keramické výrobky s požadovanou velikostí pórů.
Dobrá chemická stabilita, odolnost proti chemické korozi; s výjimkou kyseliny fluorovodíkové a koncentrovaných hydroxidů mají všechna média vynikající odolnost proti korozi. Výběrem materiálů a kontrolou procesu lze vyrábět mikroporézní keramiku vhodnou pro různé korozní prostředí. Nechemicky reagují s jinými látkami, takže proudící médium není znečištěno vyluhovatelnými látkami a nezpůsobuje sekundární znečištění.
Vysoká odolnost proti vysokým teplotám, nevypouštějí škodlivé látky, dobrá tepelná stabilita, nevzniká tepelná deformace, měknutí ani oxidace, použitelné v rozmezí -50 až 500 °C.
Vysoká mechanická pevnost a tuhost, i přes pneumatické, hydraulické nebo jiné namáhání, se tvar a velikost otvoru nezmění;
Má silnou regenerační schopnost a zpětným proplachem kapalinou nebo plynem lze v podstatě obnovit původní filtrační kapacitu, čímž se dosáhne dlouhé životnosti, zároveň má dobré antibakteriální vlastnosti a není snadno degradována bakteriemi.
Dobrá adsorpční vlastnost, mikroporézní keramika, vlastnost povrchu pórovitého pevného materiálu, díky čemuž má velký vnitřní povrch, tedy velkou povrchovou energii, díky čemuž má silnou adsorpční kapacitu a může adsorbovat a filtrovat velké množství drobných závěsných částic.
Není znečišťující, má dobrý čistý stav, je netoxická a bez zápachu, nezpůsobuje odpadování cizích látek a nezpůsobuje sekundární znečištění, může nahradit filtrační materiály jako jsou bavlněné látky, hedvábné látky, plasty, sítě z drahých kovů apod., čímž odstraňuje nevýhody těchto filtračních materiálů.
Aplikace mikroporézní keramiky
Mikroporézní keramika má výhody adsorpce, propustnosti vzduchu, odolnosti proti korozi, environmentální kompatibility, biokompatibility a jedinečných fyzikálních a chemických vlastností a je široce používána při filtraci různých kapalin, filtraci plynů a fixaci nosičů biologických enzymů a nosičů biologické kompatibility.
Tržní vyhlídky pro vývoj a použití mikroporézní keramiky jsou velmi příznivé a tato keramika se stala novým keramickým materiálem, který vyvíjejí výzkumné instituce a výrobci doma i v zahraničí.
Trh pro vývoj a použití mikroporézní keramiky má velmi široké perspektivy a stala se z ní nový typ keramického materiálu, který je vyvíjen mnoha výzkumnými institucemi a výrobci doma i v zahraničí. V současné době se již široce používá v oblastech ochrany životního prostředí, úspor energií, leteckého a kosmického průmyslu, chemickém, petrochemickém, hutním, potravinářském, farmaceutickém, biologickém, lékařském, pěstitelském a dalších průmyslových odvětvích, čímž se výrazně zlepšuje kvalita výrobků a konkurenceschopnost na trhu. Jako materiály pro filtrace a oddělování plynů a kapalin, pro čištění a separaci, pro potlačení hluku a vibrací, pro výměníky tepla, chemické náplně, biokeramiku a nosiče katalyzátorů, adsorbenty, materiály pro biologické implantáty, speciální stavební materiály, umělé vyráběné orgány a žáruvzdorné materiály, senzorové materiály atd., byla mikroporézní keramika zavedena do mnoha oborů a oblastí, čímž přitahuje velkou pozornost mezi materiálovými vědními obory po celém světě.
Jako nový typ keramiky s širokou škálou použití a perspektivním vývojem se mikropórová keramika stala předmětem velkého zájmu.
EN
