«Микропористая керамика» — это промышленный материал, который широко используется в различных отраслях. Что касается микропористой керамики, то некоторым людям, возможно, совершенно незнакомо это понятие, что это такое?
История разработки микропористой керамики
На самом деле исследования глобальной микропористой керамики начались в 40-х годах XX века, и после успешного внедрения ее применения в молочной и напитковой (винодельческой, пивоваренной, сидровой) промышленности во Франции в начале 80-х годов XX века, она начала применяться в очистке сточных вод и других смежных областях.
В 2004 году объем продаж мирового рынка пористой керамики превысил 10 миллиардов долларов США, а темпы роста продаж составили 35% в год благодаря успешному применению микропористой керамики в прецизионной фильтрации и разделении.
Микропористая керамика представляет собой однородную пористую структуру, это новый тип керамического материала, а также функциональная конструкционная керамика. Как следует из названия, это керамическое тело, внутри которого или на поверхности имеется большое количество открытых или закрытых микропор. Микропоры в микропористой керамике очень малы, их размер обычно составляет микрон или субмикрон, и их практически невозможно увидеть невооруженным глазом. Однако на самом деле микропористая керамика встречается в повседневной жизни, например, фильтрующий керамический элемент, используемый в очистителях воды, или элемент распыления в электронных сигаретах.
Пористая керамика может быть классифицирована по размерам, фазовому составу и структуре пор (размер пор, морфология пор и связность пор).
По размеру пор она делится на: керамику с крупными порами (размер пор > 500 мкм), керамику с большими порами (размер пор 100–500 мкм), керамику со средними порами (размер пор 10–100 мкм), керамику с малыми порами (размер пор 1–50 мкм), керамику с тонкими порами (размер пор 0,1–1 мкм) и микропористую керамику. По структуре пор пористая керамика может быть разделена на керамику с равномерной пористой структурой и керамику с неравномерной пористой структурой.
Микропористая керамика представляет собой новый тип неорганических неметаллических фильтрующих материалов. Микропористая керамика состоит из трех частей: частиц заполнителя, связующего и пор. В качестве заполнителей используют кварцевый песок, корунд, оксид алюминия (Al2O3), карбид кремния (SiC), муллит (2Al2O3-3SiO2) и керамические частицы, которые смешивают с определенным количеством связующего вещества и порообразователя, после чего формуют и обжигают при высокой температуре. Размер пор, пористость, воздухопроницаемость и другие основные характеристики керамики определяются частицами заполнителя, связующим веществом, порообразователем и условиями их соединения. Выбор заполнителей, как и связующих веществ, осуществляется в соответствии с целями применения продукта. Обычно к заполнителям предъявляют следующие требования: высокая прочность, термостойкость, коррозионная стойкость, форма, близкая к сферической (что облегчает создание условий фильтрации), возможность гранулирования в заданном диапазоне размеров частиц и хорошее сцепление со связующими веществами. Если основа заполнителя и размер частиц одинаковы, а прочие условия равны, то размер пор, пористость, воздухопроницаемость и другие показатели продукта могут достичь желаемых характеристик.
Характеристики микропористой керамики
Поры пористой керамики происходят из двух частей: одна часть возникает из межчастичных пустот, остающихся в процессе спекания порошковых частиц, а другая часть происходит из пор, образованных порообразователем.
Поры равномерно распределены, могут быть произведены микропористые керамические изделия с заданным размером пор.
Хорошая химическая стабильность, устойчивость к химической коррозии, за исключением плавиковой кислоты и концентрированных щелочей, все среды обладают отличной коррозионной стойкостью. Путем выбора материалов и контроля технологических процессов можно изготовить микропористую керамику, подходящую для различных агрессивных сред. Микропористая керамика не вступает в химические реакции с другими веществами, поэтому жидкость не загрязняется выщелачиваемыми компонентами и не вызывает вторичного загрязнения.
Высокая термостойкость, отсутствие испарения вредных веществ, хорошая термическая стабильность, отсутствие термической деформации, размягчения и окисления. Может использоваться при температуре от -50 до 500°C.
Высокая механическая прочность и жесткость при пневматических, гидравлических или других нагрузках напряжения форма и размер отверстия не изменятся;
Обладает сильной способностью к восстановлению, фильтрационная способность практически полностью восстанавливается после обратной промывки жидкостью или газом, поэтому имеет длительный срок службы, кроме того, обладает хорошими антибактериальными свойствами, не разлагается бактериями.
Хорошие адсорбционные свойства, микропористая керамика, характеристика пористой твердой поверхности, обеспечивающая большую внутреннюю поверхность, то есть большую поверхностную энергию, поэтому обладает сильной способностью к адсорбции, может адсорбировать и фильтровать большое количество мелких взвешенных частиц.
Не загрязняет окружающую среду, обладает хорошим чистым состоянием, нетоксична и не имеет запаха, не вызывает выделения посторонних веществ, не вызывает вторичного загрязнения, может заменить фильтрующие материалы, такие как хлопчатобумажные ткани, шелковые ткани, пластмассы, сетки из драгоценных металлов и т. д., устранить недостатки этих фильтрующих материалов.
Применение микропористой керамики
Микропористая керамика обладает преимуществами, такими как адсорбция, воздухопроницаемость, коррозионная стойкость, экологическая совместимость, биосовместимость и уникальные физические и химические свойства, она широко используется для фильтрации различных жидкостей, фильтрации газов, а также для закрепления носителей биологических ферментов и носителей с биологической совместимостью.
Рыночные перспективы в разработке и применении микропористой керамики очень широки, она стала новым керамическим материалом, разрабатываемым многими научно-исследовательскими институтами и производителями внутри страны и за рубежом.
Перспективы рынка развития и применения микропористой керамики очень широки, она стала новым керамическим материалом, разрабатываемым многими научно-исследовательскими институтами и производителями внутри страны и за рубежом. В настоящее время она широко применяется в таких отраслях, как охрана окружающей среды, энергосбережение, авиакосмическая промышленность, химическая промышленность, нефтепереработка, металлургия, пищевая промышленность, фармацевтика, биология, медицина, животноводство и другие отрасли, что значительно повысило качество продукции и конкурентоспособность на рынке этих отраслей. В качестве материалов для газо- и жидкостной фильтрации, очистки и разделения, звукопоглощения и амортизации, теплообменников, химических наполнителей, биокерамики, носителей катализаторов, адсорбентов, материалов для биологических имплантатов, специальных строительных материалов, искусственных органов и огнеупорных материалов, материалов для сенсоров и т.д., они были внедрены во многих дисциплинах и областях, что вызвало большой интерес со стороны мирового научного сообщества в области материаловедения.
Микропористая керамика, как новый тип керамики с широким спектром применения и перспективами развития, стала объектом пристального внимания.
EN
