"Mikro gözenekli seramikler", endüstride yaygın olarak kullanılan bir endüstriyel malzemedir. Mikro gözenekli seramiklerden söz edildiğinde bazı kişiler bu kavramla çok az tanışık olabilir; peki nedir bu mikro gözenekli seramik?
Mikro gözenekli seramiklerin gelişim tarihi
Aslında, dünya çapında mikro gözenekli seramik araştırmaları 20. yüzyılın 40'larında başlamıştır. 20. yüzyılın erken 80'lerinde Fransa'da süt ve içecek (şarap, bira, meyve suyu) endüstrilerinde başarılı bir şekilde uygulanmasının ardından atık su arıtımı ve diğer ilgili alanlara da uygulanmaya başlanmıştır.
2004 yılında, dünyanın gözenekli seramik pazarı satışları 10 milyar ABD dolarını aşmış ve mikrogözenekli seramiklerin hassas filtrasyon ve ayırma uygulamalarındaki başarıları sayesinde pazar satışları yıllık %35 oranında büyüme göstermiştir.
Mikrogözenekli seramikler, yeni nesil bir seramik malzeme olmasının yanı sıra işlevsel yapısal seramikler olarak da tanımlanır. Adından da anlaşılacağı gibi, mikrogözenekli seramikler, içinde ya da yüzeyinde çok sayıda açık veya kapalı mikrogözenekler bulunan seramik malzemelerdir. Bu mikrogözenekler çok küçüktür ve genellikle mikron ya da alt mikron düzeyindedir; çıplak gözle neredeyse görünmezdir. Ancak mikrogözenekli seramikler günlük yaşamda aslında görülebilir; örneğin su arıtma cihazlarında kullanılan seramik filtre elemanı ve e-sigaralarda kullanılan atomizasyon elemanı gibi.
Gözenekli seramikler, boyutlarına, faz bileşimlerine ve gözenek yapılarına (gözenek boyutu, gözenek morfolojisi ve gözenek bağlantısı) göre sınıflandırılabilir.
Gözenek boyutuna göre şu şekilde ayrılır: kaba gözenekli seramikler (gözenek boyutu > 500 μm), büyük gözenekli seramikler (gözenek boyutu 100~500 μm), orta gözenekli seramikler (gözenek boyutu 10~100 μm), küçük gözenekli seramikler (gözenek boyutu 1~50 μm), ince gözenekli seramikler (gözenek boyutu 0.1~1 μm) ve mikro gözenekli seramikler. Gözenek yapısına göre gözenekli seramikler, düzenli gözenek yapısına sahip seramikler ve düzensiz gözenek yapısına sahip seramikler olmak üzere ikiye ayrılır.
Mikroporözlü seramikler yeni tip inorganik, metal olmayan süzgeç malzemelerdir. Mikroporözlü seramikler agrega taneciklerinden, bağlayıcılardan, gözeneklerden ve diğer üç bölümden oluşur. Kuvars kumu, elmas tozu, alümina (Al2O3), silisyum karbür (SiC), mulit (2Al2O3-3SiO2) ve seramik tanecikleri agregalar olarak kullanılır, belli miktarda bağlayıcı ve gözenek oluşturucu ajanla karıştırıldıktan sonra yüksek sıcaklıkta pişirilir. Agrega tanecikleri, bağlayıcılar, gözenek oluşturucu ajanlar ve bunların bağlanma durumu, seramiklerin gözenek boyutunu, porozitesini, hava geçirgenliği ve diğer temel özelliklerini belirler. Ürün kullanım amacına göre agregalar ve bağlayıcılar örnekleme yöntemiyle seçilir. Agregalar genellikle yüksek dayanıklılık, ısıya direnç, korozyona direnç, neredeyse küresel şekle (süzmeyi kolaylaştıran koşullar), belirlenen tane boyu aralığında granülasyonun kolaylığı ve bağlayıcılarla iyi uyum özellikleri taşımalıdır. Agreganın esas maddesi ve tane boyutu aynıysa ve diğer koşullar eşitse, ürünün gözenek boyutu, porozite, hava geçirgenliği gibi göstergeleri ideal amaca hizmet edecek düzeyde olur.
Mikro gözenekli seramiklerin özellikleri
Gözenekli seramiklerin gözenekleri iki kısımdan kaynaklanır: bir kısım, toz partiküllerinin sinterleme süreci sırasında kalan interpartikül boşluklarından; diğer kısım ise gözenek oluşturucu maddelerin oluşturduğu gözeneklerden meydana gelir.
Gözenekler eşit şekilde dağılmıştır ve seçilen gözenek boyutuna sahip mikro gözenekli seramik ürünler üretilebilir.
İyi kimyasal dayanıklılık, kimyasal korozyona direnç gösterir. Hidroflorik aside, konsantre alkaliye haricinde tüm ortamlara karşı mükemmel korozyon direnci gösterir. Malzeme seçimi ve proses kontrolü sayesinde çeşitli korozyonlu ortamlara uygun mikro gözenekli seramikler üretilebilir. Diğer maddelerle kimyasal reaksiyona girmez, bu yüzden sıvı liç maddeleriyle kirletilmez ve ikincil kirliliğe neden olmaz.
Yüksek sıcaklık direnci, zararlı maddelerin uçmasına neden olmaz, iyi termal stabiliteye sahiptir, termal deformasyon, yumuşama veya oksidasyon göstermez. -50~500°C sıcaklık aralığında kullanılabilir.
Hava, hidrolik veya diğer stres yükleri altında yüksek mekanik dayanım ve sertlik, deliğin şekli ve boyutu değişmez;
Güçlü yenilenebilirliğe sahiptir ve sıvı veya gazla geri yıkama ile orijinal filtrasyon kapasitesini neredeyse tamamen geri kazanabilir, böylece uzun bir ömre sahip olur. Aynı zamanda iyi antibakteriyel özelliğe sahiptir ve bakteriler tarafından bozunmaya uğramaz.
İyi adsorpsiyon performansı, mikro gözenekli seramikler, gözenekli bir katı yüzey özelliği, büyük bir iç yüzeye sahip olması anlamına gelir; yani büyük bir yüzey enerjisine sahiptir. Bu nedenle güçlü bir adsorpsiyon kapasitesi vardır ve çok sayıda küçük süspansiyon partikülünü adsorbe edebilir ve süzebilir.
Kirliliğe neden olmaz, iyi bir temizlik durumuna sahiptir, toksik değildir ve kokusuzdur, yabancı maddenin düşmesine neden olmaz ve ikincil kirliliğe neden olmaz. Pamuklu kumaş, ipek kumaş, plastik, kıymetli metal ağ gibi filtre malzemelerinin yerine kullanılabilir, bu filtre malzemelerinin kusurlarını ortadan kaldırır.
Mikroporöz seramiklerin uygulamaları
Mikroporöz seramikler, adsorpsiyon, hava geçirgenliği, korozyon direnci, çevre uyumluluğu, biyouyumluluğu ve benzersiz fiziksel ve kimyasal özellikleri gibi avantajlara sahiptir ve çeşitli sıvıların filtrasyonunda, gaz filtrasyonunda ve biyolojik enzim taşıyıcılarının sabitlenmesinde ve biyolojik uyumluluk taşıyıcılarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Mikroporöz seramiklerin geliştirilmesi ve uygulanmasının pazar görünümü çok geniş olup, yurt içi ve yurt dışındaki birçok araştırma kurumu ve üretici tarafından geliştirilen yeni bir seramik malzeme haline gelmiştir.
Mikro gözenekli seramiklerin geliştirilmesi ve uygulanmasının pazar görünümü çok geniştir ve bu, yurt içi ve yurt dışındaki birçok araştırma kurumu ve üretici tarafından geliştirilen yeni bir seramik malzeme haline gelmiştir. Şu anda çevre koruma, enerji tasarrufu, havacılık ve uzay, kimya, petrol, metalurji, gıda, eczacılık, biyoloji, tıp, hayvancılık ve diğer sanayi dallarında yaygın şekilde kullanılmakta olup bu sektörlerin ürün kalitesini ve pazar rekabet gücünü büyük ölçüde artırmıştır. Gaz-sıvı filtrasyonu, saflaştırma ve ayırma, ses yutumu ve titreşim sönümleme, ısı değiştirici malzemeler, kimyasal dolgu maddeleri, biyoseramikler ve katalizör taşıyıcıları, adsorbanlar, biyolojik implant malzemeleri, özel duvar malzemeleri, insan yapımı organlar ve refrakter malzemeler, sensör malzemeleri vb. olarak birçok disiplin ve alanda tanıtılmış olup küresel malzeme bilimi disiplinlerinden büyük ilgi çekmiştir.
Kapsamlı kullanım alanlarına ve geniş gelişme perspektiflerine sahip yeni bir seramik türü olarak, mikro gözenekli seramikler dikkatin odak noktası haline gelmiştir.
EN
