"Mikroporösa keramik" är ett industriellt material som finns överallt inom industrin. När det gäller mikroporösa keramik är vissa människor säkert mycket obevandrade i detta begrepp, vad är det?
Historia om utvecklingen av mikroporösa keramik
Faktum är att forskningen kring globala mikroporösa keramik började på 40-talet under 1900-talet, och efter att man på 80-talet lyckats främja dess tillämpning inom mejeri- och dryckesindustrin (vin, öl, cider) i Frankrike började det användas inom avloppsrening och andra relaterade områden.
År 2004 överskred försäljningen på världsmarknaden för porösa keramer 10 miljarder US-dollar, och marknadens försäljning utvecklades med en årlig tillväxttakt på 35% på grund av den framgångsrika användningen av mikroporösa keramer inom precisionfiltrering och separation.
Mikroporösa keramer är en enhetlig porös struktur av mikroporösa keramer, vilket är en ny typ av keramiskt material, men också en funktionell strukturkeram. Som namnet antyder är det en keramisk kropp med ett stort antal öppna eller slutna mikroporer inne i eller på keramikens yta. Mikroporerna i mikroporösa keramer är mycket små och deras porstorlek är i allmänhet i mikrometer- eller submikrometerstorlek, vilket i grunden är osynligt för blotta ögat. Mikroporösa keramer är dock faktiskt synliga i vardagen, till exempel keramiskt filtreringsfilter i vattenrenare och atomiseringsdelar i e-cigaretter.
Porösa keramer kan klassificeras utifrån dimensioner, fasammansättning och porstruktur (porestorlek, pormorfologi och poröverlapp).
Enligt porestorlek indelas de i: grovporösa keramer (porestorlek > 500 μm), storporösa keramer (porestorlek 100–500 μm), medelporösa keramer (porestorlek 10–100 μm), småporösa keramer (porestorlek 1–50 μm), finporösa keramer (porestorlek 0,1–1 μm) och mikroporösa keramer. Enligt porernas struktur kan porösa keramer delas in i sådana med jämn porstruktur och sådana med ojämn porstruktur.
Microporösa keramer är en ny typ av oorganiskt metallfritt filtreringsmaterial. Microporösa keramer består av tre delar: aggregatpartiklar, bindemedel och porer. Material som kvartsand, korundum, aluminiumoxid (Al2O3), siliciumkarbid (SiC), mullit (2Al2O3-3SiO2) och keramiska partiklar används som aggregat, vilka blandas med en viss mängd bindemedel och porbildare, och bränns vid hög temperatur. Aggregatpartiklar, bindemedel, porbildare och deras bindningsförhållanden bestämmer keramikens huvudegenskaper såsom porstorlek, porositet och luftgenomsläpplighet. Aggregat och bindemedel väljs utifrån produktens användningsändamål. Aggregaten krävs vanligtvis ha hög hållfasthet, värmetålighet, korrosionsmotstånd, form nära sfärisk (lätt att skapa filtreringsförhållanden), lätt granulerbar inom ett specificerat partikelstorleksintervall samt god affinitet till bindemedel. Om aggregatets substrat och partikelstorlek är desamma samt övriga förhållanden är lika, kan produktens porstorlek, porositet, luftgenomsläpplighet och andra indikatorer uppnå det önskade syftet.
Egenskaper hos mikroporösa keramer
Porerna i porösa keramer kommer från två delar: en del kommer från mellanpartikelhål som lämnas kvar under sinterprocessen för pulverpartiklar, och den andra delen kommer från porer som bildas av porbildaren.
Porerna är jämnt fördelade, och mikroporösa keramiska produkter med vald porstorlek kan produceras.
God kemisk stabilitet, kemisk korrosionsbeständighet. Förutom vätefluorid, koncentrerad alkali, har alla medier utmärkt korrosionsbeständighet. Genom att välja material och styra processen kan man tillverka mikroporösa keramer som är lämpliga för olika korrosiva miljöer. De reagerar inte kemiskt med andra ämnen, så att vätskan inte förorenas av utlakningsbara ämnen och orsakar ingen sekundär förorening.
Hög temperaturmotstånd, ingen avgasning av skadliga ämnen, god termisk stabilitet, ingen termisk deformation, mjukning eller oxidation. Kan användas vid -50–500 °C.
Hög mekanisk hållfasthet och styvhet, vid pneumatiska, hydrauliska eller andra belastningspåfrestningar ändras inte hålets form och storlek;
Den har stark förnyelseförmåga och kan i princip återfå den ursprungliga filtreringskapaciteten genom bakvaskning med vätska eller gas, vilket ger en lång livslängd, samt god antibakteriell egenskap, vilket inte lätt bryts ner av bakterier.
Bra adsorptionsförmåga, mikroporösa keramer, en porös fast ytegenskap, gör att den har en stor inre yta, dvs. stor ytenergi, därför har den en stark adsorptionskapacitet och kan adsorbera och filtrera bort stora mängder mikroskopiska partiklar.
Den är opåverkad, har ett bra rent tillstånd, är icke-toxisk och luktfri, orsakar inte att främmande ämnen lossnar, och kommer inte att orsaka sekundär förorening, och kan ersätta filtermaterial som bomullsväv, silke, plaster, dyrbara metallnät m.m., vilket eliminerar nackdelarna hos dessa filtermaterial.
Tillämpningar av mikroporösa keramer
Mikroporösa keramer har fördelarna adsorption, luftgenomsläpplighet, korrosionsbeständighet, miljökompatibilitet, biokompatibilitet samt unika fysikaliska och kemiska egenskaper, och används omfattande för filtrering av olika vätskor, gasfiltrering samt för fästning av biologiska enzymsubstrat och biologiskt anpassningsbara substrat.
Marknadsutsikterna för utveckling och tillämpning av mikroporösa keramer är mycket gynnsamma, och det har blivit ett nytt keramiskt material som utvecklas av många forskningsinstitution och tillverkare både inom och utanför landet.
Marknadsperspektivet för utveckling och tillämpning av mikroporösa keramer är mycket brett, och det har blivit ett nytt keramiskt material som utvecklas av många forskningsinstitution och tillverkare både inom och utom landet. För närvarande har det fått omfattande användning inom miljöskydd, energisparing, luft- och rymdfart, kemisk industri, petroleum, metallurgi, livsmedel, läkemedel, biologi, medicin, djuruppfödning och andra industrier, vilket har förbättrat produktkvaliteten och marknads konkurrenskraften hos dessa branscher avsevärt. Som gas-vätskefiltrerings-, rening- och separeringsmaterial, ljudabsorptions- och chockabsorptionsmaterial, värmeväxlarmaterial, kemiska fyllningsmedel, biokeramer och katalysatorbärare, adsorbenter, biologiska implanteringsmaterial, särskilda byggnadsmaterial, konstgjorda organ och eldfasta material, sensormaterial m.m., har det introducerats inom många discipliner och områden, vilket väckt stor uppmärksamhet inom materialvetenskapen globalt.
Som en ny typ av keramik med ett brett användningsområde och goda utvecklingsmöjligheter har mikroporösa keramik blivit en het diskussionspunkt.
EN
