"Seramik berliang mikro" ialah bahan industri yang sering dilihat dalam pelbagai bidang industri. Apabila menyebut seramik berliang mikro, ada sebahagian orang yang mungkin kurang memahami konsep ini, apakah itu?
Sejarah pembangunan seramik berliang mikro
Sebenarnya, penyelidikan seramik berliang mikro di seluruh dunia bermula pada tahun 40-an abad ke-20, dan selepas berjaya mempromosikan aplikasinya dalam industri tenusu dan minuman (wain, bir, sida) di Perancis pada awal 80-an abad ke-20, ia mula digunakan dalam bidang-bidang berkaitan seperti rawatan kumbahan.
Pada 2004, jualan pasaran seramik berliang di seluruh dunia melebihi 10 bilion dolar Amerika Syarikat, dan jualan pasaran mereka berkembang pada kadar pertumbuhan tahunan sebanyak 35% disebabkan oleh aplikasi berjaya seramik mikroliang dalam penapisan dan pemisahan presisi.
Seramik mikroliang merupakan struktur berliang seragam seramik mikroliang berpori, iaitu sejenis bahan seramik baharu, tetapi juga seramik struktur berfungsi, seperti yang dinyatakan namanya, iaitu badan seramik dengan sejumlah besar bukaan atau mikroliang tertutup di dalam atau pada permukaan seramik, liang mikro pada seramik mikroliang sangat kecil, saiz liangnya biasanya dalam skala mikron atau submikron sehingga secara asasnya tidak kelihatan oleh mata kasar. Walau bagaimanapun, seramik mikroliang sebenarnya boleh dilihat dalam kehidupan harian, seperti elemen penapis seramik yang digunakan dalam pembersih air dan elemen pengewapan dalam rokok elektronik.
Seramik berliang boleh dikelaskan mengikut dimensi, komposisi fasa, dan struktur liang (saiz liang, morfologi liang, dan kekangan liang).
Mengikut saiz liang, seramik berliang dibahagikan kepada: seramik berliang liang kasar (saiz liang > 500 μm), seramik berliang liang besar (saiz liang 100~500 μm), seramik berliang liang sederhana (saiz liang 10~100 μm), seramik berliang liang kecil (saiz liang 1~50 μm), seramik berliang liang halus (saiz liang 0.1~1 μm), dan seramik berliang mikro. Mengikut struktur liang, seramik berliang boleh dibahagikan kepada seramik berliang dengan struktur berliang seragam dan seramik berliang dengan struktur berliang tidak seragam.
Seramik mikropori merupakan sejenis bahan penapis anorganik bukan logam yang baru, seramik mikropori terdiri daripada tiga komponen utama iaitu zarah agregat, bahan pengikat, dan liang. Bahan seperti pasir kuartz, korundum, alumina (Al2O3), silicon karbida (SiC), mullit (2Al2O3-3SiO2), dan zarah seramik digunakan sebagai agregat, dicampurkan dengan sejumlah bahan pengikat serta ejen pembentuk liang, kemudian dibakar pada suhu tinggi. Keadaan zarah agregat, bahan pengikat, ejen pembentuk liang dan cara ikatan mereka menentukan saiz liang, kebolehliangan, kebolehtelapan udara serta ciri utama lain pada seramik tersebut. Agregat, sama seperti bahan pengikat, dipilih mengikut tujuan penggunaan produk. Zarah agregat biasanya memerlukan kekuatan tinggi, rintang haba, rintang kakisan, berbentuk hampir sfera (mudah membentuk keadaan penapisan), mudah diperbutirkan dalam julat saiz zarah tertentu, serta mempunyai daya gabung yang baik dengan bahan pengikat. Jika substrat agregat dan saiz zarahnya adalah sama, dan keadaan lain juga sama, maka saiz liang, kebolehliangan, kebolehtelapan udara serta indikator lain pada produk boleh mencapai matlamat yang diingini.
Ciri-ciri seramik mikropori
Liang-liang pada seramik berliang berasal daripada dua bahagian: satu bahagian berasal daripada ruang antara zarah yang tinggal semasa proses pensinteran zarah-zarah serbuk, dan sebahagian lagi berasal daripada liang yang terbentuk melalui bahan berliang.
Liang-liang tersebut diagihkan secara sekata, dan produk seramik mikropori dengan saiz liang yang dipilih boleh dihasilkan.
Kestabilan kimia yang baik, tahan terhadap kakisan kimia, kecuali ke atas asid hidrofluorik, alkali pekat, semua medium mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik, melalui pemilihan bahan dan kawalan proses, seramik mikropori yang sesuai untuk pelbagai persekitaran kakisan boleh dihasilkan, dan tidak bertindak balas secara kimia dengan bahan-bahan lain, maka bendalir tidak tercemar oleh bahan larut dan tidak akan menyebabkan pencemaran sekunder;
Tahan suhu tinggi, tiada bahan berbahaya yang mengewap, kestabilan haba yang baik, tiada penyimpangan haba, lembut, pengoksidaan, boleh digunakan pada suhu -50~500°C.
Kekuatan dan kekakuan mekanikal yang tinggi, di bawah beban tekanan udara, hidraulik atau tekanan lain, bentuk dan saiz lubang tidak akan berubah;
Ia mempunyai kemampuan pemulihan yang kuat, dan secara asasnya boleh memulihkan keupayaan penapisan asal melalui pembalikan basuhan dengan cecair atau gas, seterusnya mempunyai jangka hayat yang panjang, pada masa yang sama mempunyai prestasi antibakteria yang baik, tidak mudah terurai oleh bakteria.
Prestasi penyerapan yang baik, seramik mikropori, ciri permukaan pepejal berliang, menjadikannya mempunyai permukaan dalaman yang besar, iaitu tenaga permukaan yang besar, maka ia mempunyai keupayaan penyerapan yang kuat, dan boleh menyerap serta menapis sejumlah besar zarah terampai halus.
Ia tidak mencemarkan, mempunyai keadaan yang bersih baik, tidak beracun dan tidak berbau, tidak menyebabkan bahan asing terkelupas, dan tidak akan menyebabkan pencemaran sekunder, serta boleh menggantikan bahan penapis seperti kain kapas, kain sutera, plastik, kain logam berharga dan lain-lain, menghilangkan kelemahan bahan penapis tersebut.
Aplikasi seramik mikropori
Seramik mikropori mempunyai kelebihan seperti penyerapan, kebolehberlanjutan udara, ketahanan kakisan, keserasian persekitaran, keserasian bio, serta sifat fizikal dan kimia yang unik, dan digunakan secara meluas dalam penapisan pelbagai jenis cecair, penapisan gas, serta pengikatan enzim biologi dan pembawa keserasian biologi.
Prospek pasaran bagi pembangunan dan aplikasi seramik mikropori adalah sangat luas, dan telah menjadi bahan seramik baharu yang dibangunkan oleh banyak institusi penyelidikan saintifik serta pengeluar tempatan dan asing.
Keadaan pasaran bagi pembangunan dan aplikasi seramik berliang halus adalah sangat luas, dan kini telah menjadi sejenis bahan seramik baharu yang dibangunkan oleh banyak institusi penyelidikan saintifik dan pengeluar tempatan serta asing. Pada masa kini, bahan ini telah digunakan secara meluas dalam pelbagai industri seperti alam sekitar, penjimatan tenaga, angkasa lepas, kimia, petroleum, perlombongan, makanan, farmaseutikal, biologi, perubatan, penternakan dan sebagainya, serta meningkatkan mutu produk dan daya saing pasaran bagi industri-industri tersebut. Sebagai bahan penapis gas-cecair, bahan pembersihan dan pemisah, bahan penyerap bunyi dan penyerap hentakan, bahan penukar haba, bahan pengisi kimia, seramik bio, pembawa katalis, bahan penyerap, bahan implan biologi, bahan dinding istimewa, organ buatan manusia, bahan tahan api, bahan sensor dan lain-lain, bahan ini telah diperkenalkan dalam pelbagai bidang ilmu dan telah menarik perhatian yang sangat besar daripada kalangan pakar bahan di seluruh dunia.
Sebagai sejenis seramik baharu dengan pelbagai kegunaan dan prospek pembangunan yang luas, seramik berliang halus telah menjadi tumpuan utama.
EN
