"Ceramica microporoasă" este un material industrial care poate fi întâlnit în mod obișnuit în industrie. Atunci când vine vorba de ceramica microporoasă, unii oameni trebuie să fie foarte puțin familiarizați cu acest concept, ce este de fapt?
Istoria dezvoltării ceramicii microporoase
De fapt, cercetarea globală a ceramicii microporoase a început în anii '40 ai secolului al XX-lea, iar după promovarea cu succes a aplicației sale în industria laptelui și a băuturilor (vin, bere, cidru) în Franța la începutul anilor '80 ai secolului al XX-lea, a început să fie aplicată și în alte domenii corespunzătoare, cum ar fi tratarea apelor uzate.
În 2004, vânzările globale ale pieței ceramicii poroase au depășit 10 miliarde de dolari americani, iar vânzările lor au crescut cu o rată anuală de 35% datorită aplicației reușite a ceramicii microporoase în filtrarea și separarea precisă.
Ceramica microporoasă este o structură poroasă uniformă, care este un nou tip de material ceramic, dar și o ceramică structurală funcțională. Așa cum îi spune și numele, este un corp ceramic care are o mulțime de pori micropore deschiși sau închiși în interiorul sau pe suprafața ceramicului. Porii micropore ai ceramicii microporoase sunt foarte mici, dimensiunea lor fiind în general de dimensiune micron sau submicron, fiind practic invizibili pentru ochiul liber. Cu toate acestea, ceramica microporoasă este de fapt întâlnită în viața de zi cu zi, de exemplu elementul filtrant ceramic utilizat în purificatoarele de apă și elementul de atomizare din țigările electronice.
Ceramica poroasă poate fi clasificată în funcție de dimensiuni, compoziție de fază și structura porilor (dimensiunea porilor, morfologia porilor și conectivitatea porilor).
În funcție de dimensiunea porilor, se împarte în: ceramică poroasă cu pori groși (dimensiunea porilor > 500 μm), ceramică poroasă cu pori mari (dimensiunea porilor 100~500 μm), ceramică poroasă cu pori medii (dimensiunea porilor 10~100 μm), ceramică poroasă cu pori mici (dimensiunea porilor 1~50 μm), ceramică poroasă cu pori fini (dimensiunea porilor 0,1~1 μm) și ceramică poroasă cu micropori. În funcție de structura porilor, ceramica poroasă poate fi împărțită în ceramică poroasă cu structură poroasă uniformă și ceramică poroasă cu structură poroasă neuniformă.
Ceramica microporoasă reprezintă un nou tip de material filtrant anorganic nemetalic. Ceramica microporoasă este compusă din trei părți: particule de agregat, agenți de legare și pori. Aceasta utilizează ca agregate nisip de cuarț, corindon, alumină (Al2O3), carbură de siliciu (SiC), mulit (2Al2O3-3SiO2) și particule ceramice, care se amestecă cu o cantitate anumită de agenți de legare și agenți formatori de pori, urmând apoi un proces de ardere la temperatură înaltă. Particulele de agregat, agenții de legare, agenții formatori de pori și condițiile lor de legare determină dimensiunea porilor, porozitatea, permeabilitatea aerului și alte caracteristici principale ale ceramicii. Alegerea agregatelor, la fel ca și a agenților de legare, se face în funcție de scopul pentru care produsul este utilizat. De regulă, agregatele trebuie să aibă o rezistență ridicată, să fie rezistente la căldură și la coroziune, să aibă o formă aproape sferică (pentru a facilita formarea condițiilor de filtrare), să se poată granula ușor într-un anumit interval de dimensiuni ale particulelor și să aibă o bună afinitate cu agenții de legare. Dacă substratul și dimensiunea particulelor agregatului sunt identice, iar celelalte condiții sunt aceleași, dimensiunea porilor, porozitatea, permeabilitatea aerului și ceilalți indicatori ai produsului pot atinge scopul dorit.
Caracteristici ale ceramicii microporoase
Porii ceramicii poroase provin din două părți: o parte provine din spațiile interparticulare rămase în timpul procesului de sinterizare a particulelor de pulbere, iar cealaltă parte provine din porii formați de agentul porogen.
Porii sunt distribuiți uniform și se pot produce produse din ceramică microporoasă cu dimensiunea porilor selectată.
Bună stabilitate chimică, rezistență la coroziune chimică, cu excepția acidului fluorhidric și a alcaliilor concentrate, toate mediile au o excelentă rezistență la coroziune; prin alegerea materialelor și controlul procesului, se pot fabrica ceramici microporoase potrivite pentru diverse medii corosive, care nu reacționează chimic cu alte substanțe, astfel încât fluidul nu este contaminat de substanțe extractibile și nu va cauza poluare secundară;
Rezistență la temperaturi înalte, fără volatilizarea unor substanțe nocive, bună stabilitate termică, fără deformare termică, înmuiere sau oxidare, poate fi utilizată între -50~500°C.
Rezistență și rigiditate mecanică ridicată, sub sarcini de stres pneumatice, hidraulice sau alte tipuri de stres, forma și dimensiunea orificiului nu se modifică;
Are o regenerare puternică și poate restabili practic capacitatea originală de filtrare prin spălare inversă cu lichid sau gaz, având astfel o durată lungă de viață, în același timp având o bună performanță antibacteriană, fiind dificil de degradat de bacterii.
Bună capacitate de adsorbție, ceramică microporoasă, caracteristică unei suprafețe solide poroase, care îi conferă o suprafață internă mare, adică o energie superficială mare, astfel având o capacitate puternică de adsorbție și poate adsorbi și filtra o cantitate mare de particule fine în suspensie.
Este nepoluant, se află într-o stare curată, este netoxic și fără miros, nu determină desprinderea substanțelor străine și nu provoacă poluare secundară, putând înlocui materiale filtrante precum țesături de bumbac, mătase, materiale plastice, plase metalice prețioase etc., eliminând defectele acestor materiale filtrante.
Aplicații ale ceramicii microporoase
Ceramica microporoasă are avantajele adsorbției, permeabilității aerului, rezistenței la coroziune, compatibilității cu mediul, biocompatibilității și proprietăților fizice și chimice unice, fiind utilizată pe scară largă pentru filtrarea diverselor lichide, filtrarea gazelor și fixarea enzimelor biologice și a purtătorilor cu biocompatibilitate.
Perspectivele de piață pentru dezvoltarea și aplicarea ceramicii microporoase sunt foarte largi, devenind un nou material ceramic dezvoltat de numeroase instituții de cercetare și producători din țară și străinătate.
Perspectivele de piață pentru dezvoltarea și aplicarea ceramicii microporoase sunt foarte largi, devenind un nou material ceramic dezvoltat de multe instituții de cercetare și fabrici din țară și străinătate. În prezent, este utilizat pe scară largă în protecția mediului, economisirea energiei, aviație și spațiu, industria chimică, petrol, metalurgie, alimentație, farmaceutică, biologie, medicină, creșterea animalelor și alte industrii, îmbunătățind semnificativ calitatea produselor și competitivitatea pe piață a acestor industrii. Sub formă de materiale pentru filtrare și separare gaz-lichid, purificare, absorbție a sunetului și a șocurilor, materiale pentru schimbătoare de căldură, umpluturi chimice, bioceramică și purtători pentru catalizatori, agenți absorbanti, materiale pentru implante biologice, materiale speciale pentru pereți, organe fabricate artificial și materiale refractare, materiale pentru senzori etc., acestea au fost introduse în multe discipline și domenii, atrăgând o mare atenție din partea comunității internaționale a materialelor.
Ca un nou tip de ceramică cu o gamă largă de utilizări și perspective mari de dezvoltare, ceramica microporoasă a devenit un subiect de mare interes.
EN
