"Mikroporaina keramika" ir rūpnieciska materiāla, ko var redzēt visur rūpniecībā. Runājot par mikroporaino keramiku, dažiem cilvēkiem noteikti būs ļoti nepazīstama šī jēdziena nozīme, kas tā ir?
Mikroporainās keramikas attīstības vēsture
Patiesībā, globālo mikroporainās keramikas pētījumi sākās 20. gadsimta 40. gados, un pēc veiksmīgas tās pielietojuma promocijas piena un dzērienu (vīna, alus, sidra) nozarē Francijā 80. gadu sākumā, tā sāka izmantot notekūdeņu attīrīšanai un citām atbilstošām jomām.
2004. gadā visu pasaulī poraino keramiku tirgus pārdošanas apjoms pārsniedza 10 miljardus ASV dolāru, un to tirgus pārdošana attīstījās ar 35% gada izaugsmes tempu, jo mikroporainā keramika veiksmīgi tika izmantota precīzā filtrēšanā un atdalīšanā.
Mikroporainā keramika ir viendabīga poraina struktūra mikroporainā porainā keramika, kas ir jauns keramikas materiāls, bet arī funkcionalizēta strukturālā keramika. Kā norāda nosaukums, tā ir keramika ar lielu skaitu atvērtu vai noslēgtu mikroporu iekšpusē vai uz virsmas, mikroporainai keramikai poras ir ļoti mazas, to izmērs parasti ir mikronu vai submikronu diapazonā, kas gandrīz nav saredzama ar neapbruņotu aci. Tomēr mikroporainā keramika faktiski ir sastopama ikdienā, piemēram, ūdens attīrīšanas ierīču keramikas filtrs un e-cigaretu atomizatora elements.
Porainas keramikas var klasificēt pēc izmēriem, fāžu sastāva un poru struktūras (pores izmērs, poru morfoloģija un poru savienojamība).
Atkarībā no poru izmēra, tā iedalās: ar rupjām porām (pores izmērs > 500 μm), ar lielām porām (pores izmērs 100~500 μm), ar vidējām porām (pores izmērs 10~100 μm), ar mazām porām (pores izmērs 1~50 μm), ar smalkām porām (pores izmērs 0,1~1 μm) un mikroporainā keramikā. Atkarībā no poru struktūras, porainā keramika iedalās keramikā ar vienmērīgu poru struktūru un keramikā ar nevienmērīgu poru struktūru.
Mikroporainas keramikas ir jauns neorganisko nemetālisko filtrēšanas materiālu veids. Mikroporainas keramikas sastāv no agregāta daļiņām, saistvielām, porām un vēl trim daļām. Kā agregātus izmanto kvarca smiltis, korindu, alumīnu (Al2O3), silīcija karbīdu (SiC), mulītu (2Al2O3-3SiO2) un keramikas daļiņas, kuras sajauc ar noteiktu daudzumu saistvielas un poru veidošanas aģentu, pēc tam tos apdedzina augstā temperatūrā. Agregāta daļiņas, saistvielas, poru veidotāji un to saistīšanās apstākļi nosaka keramikas poru izmēru, porainību, gaisa caurlaidību un citas galvenās īpašības. Agregāti, tāpat kā saistvielas, tiek izvēlēti atkarībā no izstrādājuma izmantošanas mērķa. Parasti agregātiem jābūt ar augstu izturību, izturībai pret karstumu un koroziju, tuvu sfēriskai formai (vieglāk izveidot filtrēšanas apstākļus), viegli granulējamam noteiktā daļiņu izmēra diapazonā un labai saistīšanās spējai ar saistvielām. Ja agregāta pamats un daļiņu izmērs ir vienāds un pārējie apstākļi ir vienādi, izstrādājuma poru izmērs, porainība, gaisa caurlaidība un citi rādītāji var sasniegt ideālu rezultātu.
Mikroporainu keramiku īpašības
Porainās keramikas poras rodas no divām daļām: viena daļa rodas no starpdalītu tukšumiem, kas palikuši pēc pulvera daļiņu sinterēšanas procesā, bet otra daļa rodas no porām, ko veido porainais veidotājs.
Poras ir vienmērīgi sadalītas, var ražot mikroporainus keramikas izstrādājumus ar izvēlēto poru izmēru.
Laba ķīmiskā stabilitāte, izturība pret ķīmisko koroziju, izņemot hidrofluorskābi, koncentrētu sārmu, visiem materiāliem ir izcila izturība pret koroziju, izvēloties materiālus un procesu kontroli, var izgatavot mikroporainu keramiku, kas piemērota dažādām korozīvām vides īpašībām, un tā neveic ķīmisku reakciju ar citām vielām, tāpēc šķidrums netiek piesārņots ar izlijušām vielām un neizraisa sekundāru piesārņojumu;
Augsta izturība pret augstu temperatūru, nav kaitīgu vielu iztvaikošanas, laba termiskā stabilitāte, nav termiskā deformācija, mīkstināšana, oksidēšanās, var izmantot temperatūrā no -50~500°C.
Augsta mehāniskā izturība un stingrība, pneimatiskā, hidrauliskā vai citu veidu slodzes apstākļos, cauruma forma un izmērs nemainīsies;
Tam ir spēcīga atjaunojamība, un, atgriezeniski mazgājot ar šķidrumu vai gāzi, var gandrīz pilnībā atjaunot sākotnējo filtrēšanas jaudu, tādējādi nodrošinot ilgu kalpošanas laiku, kā arī tam ir laba antibakteriāla veiktspēja, to nevar viegli noārdīt ar baktērijām.
Laba adsorbcijas veiktspēja, mikroporaina keramika, porainas cietvielas virsmas īpašības, nodrošina lielu iekšējo virsmu, tas ir, lielu virsmas enerģiju, tādējādi tai ir spēcīga adsorbcijas spēja un tā var adsorbēt un nofiltrēt lielu daudzumu mikroskopiski suspendētu daļiņu.
Tas nav piesārņojošs, tam ir labs tīrības stāvoklis, nav toksisks un bez smaržas, nerada svešķermeņu atdalīšanos un nerada sekundāru piesārņojumu, to var izmantot kā filtrējošo materiālu vietā kokvilnas audumam, zīda audumam, plastmasām, dārgmetālu režģim utt., novēršhanošot šo filtrējošo materiālu trūkumus.
Mikroporainu keramikas pielietojums
Mikroporainai keramikai ir adsorbcijas, gaisa caurlaidības, korozijizturības, vides draudzīguma, bioloģiskās saderības un unikālu fizikālo un ķīmisko īpašību priekšrocības, tā ir plaši izmantojama dažādu šķidrumu filtrēšanā, gāzu filtrēšanā, kā arī bioloģisko enzīmu nesēju un bioloģiski saderīgu nesēju fiksēšanā.
Mikroporainas keramikas izstrādes un pielietojuma tirgus izredzes ir ļoti plašas, un tā ir kļuvusi par jaunu keramikas materiālu, kuru attīsta daudzas pētniecības iestādes un ražotāji gan valstī, gan ārzemēs.
Mikroporainu keramikas izstrādes un pielietojuma tirgus izredzes ir ļoti plašas, un tā ir kļuvusi par jaunu keramikas materiālu, kuru attīsta daudzas pētniecības iestādes un ražotāji iekšzemē un ārzemēs. Pašlaik to plaši izmanto vides aizsardzības, energoefektivitātes, aviācijas un kosmosa, ķīmijas, naftas, metalurģijas, pārtikas, farmācijas, bioloģijas, medicīnas, audzēšanas un citās nozarēs, ievērojami uzlabojot šo nozaru produktu kvalitāti un tirgus konkurētspēju. Kā gāzes-šķidruma filtrēšanas, attīrīšanas un atdalīšanas, skaņas uzsūkšanas un vibrāciju mazināšanas, siltummaiņu materiālu, ķīmisko pildvielu, biokeramiku un katalizatoru nesēju, adsorbentu, bioloģisko implanta materiālu, īpašu sienu materiālu, mākslīgu orgānu ražošanu un ugunsizturīgu materiālu, sensoru materiālu utt., tie ir ieviesti daudzās disciplīnās un jomās, kas ir piesaistījušas lielu uzmanību no globālajām materiālu zinātnēm.
Kā jauns keramikas veids ar plašu lietojumu un perspektīvu attīstību, mikroporaina keramika kļuvusi par karstu diskusiju tematu.
EN
