发(fa)布时间:2022-08-09
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泡沫陶瓷的分类
(1)按各孔穴是否具有固体壁面,泡沫陶瓷可以分为开孔(网状)陶瓷材料和闭孔陶瓷材料。如果形成泡沫体的固体包含于孔棱中,则称之为开孔陶瓷材料,其孔隙是相互连通的;如果存在固体壁面,则泡沫体称为闭孔陶瓷材料,其中的孔穴由连续的陶瓷基体相互分隔。但大部分泡沫陶瓷既存在开孔孔隙又存在少量闭孔孔隙。(2)按照气孔孔径大小,泡沫陶瓷一般可以分为两类微孔材料和宏孔材料,一般来说孔隙的直径小于2nm的为微孔材料;孔隙在2~50nm之间的为介孔材料;孔隙在50nm以上的为宏孔材料。(3)泡沫陶瓷按材(cai)(cai)(cai)(cai)质(zhi)可分为(wei)(wei)(wei)以(yi)(yi)下(xia)几种:①硅藻(zao)土(tu)质(zhi)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao):主(zhu)要(yao)以(yi)(yi)精选硅藻(zao)土(tu)为(wei)(wei)(wei)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao),加粘(zhan)(zhan)土(tu)烧(shao)结(jie)而成,用于精滤(lv)水(shui)和酸性(xing)介质(zhi)中。②铝(lv)硅酸盐材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao):以(yi)(yi)耐(nai)(nai)(nai)(nai)火粘(zhan)(zhan)土(tu)熟(shu)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)、烧(shao)矾土(tu)、硅线石和合(he)成莫来石质(zhi)颗(ke)粒(li)为(wei)(wei)(wei)骨料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)。具有(you)(you)耐(nai)(nai)(nai)(nai)酸性(xing)和耐(nai)(nai)(nai)(nai)弱碱(jian)性(xing),使用温度达1000℃。③高(gao)硅质(zhi)硅酸盐材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao):主(zhu)要(yao)以(yi)(yi)硬质(zhi)瓷(ci)(ci)渣(zha)、耐(nai)(nai)(nai)(nai)酸陶(tao)瓷(ci)(ci)渣(zha)及(ji)其他耐(nai)(nai)(nai)(nai)酸的(de)合(he)成陶(tao)瓷(ci)(ci)颗(ke)粒(li)为(wei)(wei)(wei)骨料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)生产,具有(you)(you)耐(nai)(nai)(nai)(nai)水(shui)性(xing)和耐(nai)(nai)(nai)(nai)酸性(xing),使用温度达700℃。④陶(tao)质(zhi)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao):组(zu)成接近高(gao)硅质(zhi)硅酸盐材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao),是一种主(zhu)要(yao)以(yi)(yi)多种粘(zhan)(zhan)土(tu)熟(shu)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)颗(ke)粒(li)与(yu)粘(zhan)(zhan)土(tu)等混合(he)而得到(dao)的(de)微孔(kong)陶(tao)瓷(ci)(ci)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)。⑤刚(gang)玉和金刚(gang)砂(sha)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao):以(yi)(yi)不(bu)同型号(hao)的(de)电(dian)熔刚(gang)玉和碳化硅颗(ke)粒(li)为(wei)(wei)(wei)骨料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao),具有(you)(you)耐(nai)(nai)(nai)(nai)强酸、耐(nai)(nai)(nai)(nai)高(gao)温特(te)性(xing),耐(nai)(nai)(nai)(nai)高(gao)温可达1600℃。
⑥氧化锆材料:基本材质是氧化锆ZrO2,具有高的(de)强度和高温(wen)冲击力,耐热温(wen)度高于(yu)1700℃。
泡沫陶瓷的性能
1、通孔率高。泡沫陶瓷的(de)通(tong)孔(kong)(kong)率在多孔(kong)(kong)陶(tao)瓷(ci)(ci)中是(shi)较(jiao)高的(de),它(ta)(ta)的(de)通(tong)孔(kong)(kong)率可高达蜂(feng)窝陶(tao)瓷(ci)(ci)的(de)1.5倍。正是(shi)由于(yu)泡(pao)(pao)沫陶(tao)瓷(ci)(ci)的(de)这种高通(tong)孔(kong)(kong)率,使(shi)得它(ta)(ta)的(de)网眼(yan)孔(kong)(kong)径能够(gou)得到有效的(de)控制(zhi)。因(yin)为在金(jin)(jin)属熔融过滤过程中,不同(tong)的(de)金(jin)(jin)属溶(rong)液(ye)对于(yu)滤板(ban)孔(kong)(kong)径大(da)小(xiao)的(de)要求(qiu)是(shi)不一样的(de),而泡(pao)(pao)沫陶(tao)瓷(ci)(ci)这一特性能够(gou)很好地满足(zu)具(ju)体的(de)需(xu)求(qiu)。
2、强度较高。泡沫陶瓷的强度是由它的制成材料和网络骨架的粗细来决定的。骨架的粗细可以用泡沫陶瓷的(de)(de)(de)(de)(de)体(ti)积密(mi)度来表(biao)(biao)(biao)示。若(ruo)使(shi)(shi)骨架变(bian)(bian)(bian)粗可以提高(gao)体(ti)积密(mi)度,增加制品的(de)(de)(de)(de)(de)机械强度。但提高(gao)得(de)过(guo)多,通孔(kong)(kong)孔(kong)(kong)隙(xi)会被料(liao)(liao)浆堵塞,压(ya)力损失变(bian)(bian)(bian)大。同时,由(you)于(yu)泡(pao)沫陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)三维(wei)立体(ti)结(jie)构,使(shi)(shi)得(de)它在(zai)受力过(guo)程(cheng)中(zhong),强度不(bu)会出现方(fang)向性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)变(bian)(bian)(bian)化(hua)。 3、热(re)稳定性(xing)好。金(jin)属在(zai)熔(rong)融过(guo)滤(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)时候,由(you)于(yu)工(gong)作环境温度变(bian)(bian)(bian)化(hua)快,使(shi)(shi)得(de)过(guo)滤(lv)材(cai)料(liao)(liao)在(zai)热(re)稳定性(xing)方(fang)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)具(ju)有较高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)要求。而(er)泡(pao)沫陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)配(pei)件可以很好地满足这(zhei)一点,所以当前(qian)金(jin)属熔(rong)融过(guo)滤(lv)中(zhong)普遍的(de)(de)(de)(de)(de)采用(yong)(yong)泡(pao)沫陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)过(guo)滤(lv)板。 泡(pao)沫陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)材(cai)料(liao)(liao)微孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)化(hua)学(xue)特性(xing)和(he)(he)(he)微孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸对泡(pao)沫陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能有着重大的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)响。而(er)决定微孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)化(hua)学(xue)特性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)因素有陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)组成、状态(tai)和(he)(he)(he)微孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)处(chu)理等(deng)方(fang)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)。微孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸特性(xing)中(zhong),微孔(kong)(kong)直径、分(fen)布、形式、比表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)积等(deng)对其(qi)(qi)过(guo)滤(lv)、分(fen)离(li)性(xing)能有很大的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)响。3、吸声材(cai)料(liao)(liao)由(you)于(yu)从表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)到内(nei)部(bu)具(ju)有的(de)(de)(de)(de)(de)三维(wei)贯通的(de)(de)(de)(de)(de)网(wang)状微孔(kong)(kong)结(jie)构,它可以使(shi)(shi)吸进的(de)(de)(de)(de)(de)声波在(zai)孔(kong)(kong)隙(xi)中(zhong)振动空(kong)气,从而(er)与陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)体(ti)网(wang)络发生摩擦,通过(guo)粘(zhan)滞作用(yong)(yong)使(shi)(shi)声波转(zhuan)变(bian)(bian)(bian)为热(re)能而(er)消耗,起到静(jing)音(yin)效(xiao)(xiao)果(guo)。被应(ying)用(yong)(yong)于(yu)隧道、地铁(tie)、影(ying)剧院、录音(yin)室等(deng)需要静(jing)音(yin)的(de)(de)(de)(de)(de)环境,以及(ji)高(gao)架桥、建筑施工(gong)现场、露天变(bian)(bian)(bian)压(ya)器(qi)等(deng)高(gao)噪音(yin)场合。由(you)于(yu)此类陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)可耐气候变(bian)(bian)(bian)化(hua),抗热(re)、抗震和(he)(he)(he)抗腐蚀,能忍受风吹、日晒、雨淋的(de)(de)(de)(de)(de)侵蚀而(er)不(bu)改变(bian)(bian)(bian)网(wang)状结(jie)构,同时,对其(qi)(qi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)美化(hua)处(chu)理后不(bu)会影(ying)响其(qi)(qi)吸音(yin)效(xiao)(xiao)果(guo),因而(er)具(ju)有很好的(de)(de)(de)(de)(de)应(ying)用(yong)(yong)前(qian)景。3,泡(pao)沫陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)应(ying)用(yong)(yong)
随着科学技术的发展以及社会的进步,泡沫陶瓷被应用到化工、环(huan)保、节(jie)能(neng)等各个领(ling)域,以下做(zuo)简单介绍(shao)。
1、过滤器泡沫陶瓷过滤器由于具有过滤面积大,热震稳定性好、化学稳定性高和良好的抗金属冲刷性能以及过滤效率好的特点,因此在金属熔体过滤净化技术中,作为一种新型高效过滤器,得到了人们的重视,适用于铝合金、钛合金等金属铸造过程中的过滤,也适用于钢铁铸件加工过程中对金属溶液的过滤。
2、催化剂载体泡沫陶瓷具有良好的吸附能力和活性,被覆催化剂后,反应流体通过泡沫陶瓷孔道,将提高转化效率和反应速率。由于泡沫陶瓷具有比表面积高、热稳定性好、耐磨、不易中毒、低密度等特点,作为汽车尾气催化净化器载体已被大面积使用。将泡沫陶瓷汽车尾气催化器安装在汽油车排气管中,可以使汽油车排出的CO、NO有害气体转化成CO2、H2O、N2,转化率可达90% 以上;用在柴油车上,碳粒净化率在50% 以上。当泡沫陶瓷滤芯积满碳粒时,可以采用催化氧化法或电控燃烧法再生,达到长期使用的目的。4、节能隔热材料由于泡沫陶瓷中闭气孔的存在,降低了其放热效率,减少了热传播过程中的对流,使泡沫陶瓷具有热传导率低、抗热震性能优良等特性,是一种理想的耐热材料。比如传统的窑炉和高温电炉的内衬就多为泡沫陶瓷。它还被用于航天飞机的外壳隔热。泡沫陶瓷具有巨大的比表面积,在高温条件下,由于热交换面积大,可用作换热材料。如把泡沫陶瓷体放在加热炉烟道口,炉内高温气体可以通过泡沫陶瓷进入烟道,同时把陶瓷体加热到接近炉内温度。另外,作为核工业隔热材料使用,不会因为核辐射而降低隔热性能。总之,泡沫陶瓷做为隔热和换热材料节能效果较好。5、医疗卫生方面的应用
目前在研究领域加大了对泡沫陶瓷构成材料的研究,并取得了一些成果。特别是羟基磷灰石生物陶瓷,被应用于医疗卫生行业。因为羟基磷灰石陶瓷与人体骨骼、牙齿无机质的成分极为相似,不会危害人体健康,并且具有良好的生物相容性和生物活性。泡沫陶瓷相互连通的孔隙有利于组织液的微循环,可以促进细胞的渗入和生长。
6、扩散、渗透和吸附方面的应用应用泡沫陶瓷作一次电池、二次电池、碱性电池、熔盐电池和嫩料电池的隔膜,可以明显的提高电池的寿命。用微孔陶瓷可制作土壤盐分、水分测量传感器。利用泡沫陶瓷均(jun)匀(yun)分布的(de)(de)气(qi)孔,对气(qi)焊(han)时回火(huo)的(de)(de)氧(yang)-乙炔混合可(ke)燃(ran)气(qi)体(ti)有(you)阻燃(ran)止(zhi)(zhi)火(huo)作用(yong),可(ke)作阻燃(ran)止(zhi)(zhi)火(huo)器(qi)。还(hai)(hai)可(ke)根(gen)据气(qi)孔对高(gao)速高(gao)能噪音(yin)阻滞、耗损(sun)作用(yong)制(zhi)成泡(pao)(pao)沫(mo)陶瓷(ci)消(xiao)声器(qi)。 随着(zhe)对泡(pao)(pao)沫(mo)陶瓷(ci)以及相关制(zhi)成材料研究的(de)(de)加深(shen),泡(pao)(pao)沫(mo)陶瓷(ci)的(de)(de)身影越(yue)来越(yue)多的(de)(de)出现在人们(men)的(de)(de)生产工(gong)作中。而且,由于(yu)泡(pao)(pao)沫(mo)材料具(ju)有(you)使用(yong)方便、价(jia)格(ge)便宜、制(zhi)造(zao)工(gong)艺(yi)简单的(de)(de)特点,可(ke)以通过(guo)选择(ze)材质和(he)改善(shan)制(zhi)造(zao)工(gong)艺(yi)赋予泡(pao)(pao)沫(mo)陶瓷(ci)更多的(de)(de)功能和(he)用(yong)途(tu),实(shi)现巨(ju)大的(de)(de)经济效益(yi)(yi)和(he)社(she)会效益(yi)(yi)。不(bu)过(guo),泡(pao)(pao)沫(mo)陶瓷(ci)当前还(hai)(hai)存在着(zhe)一些技术方面的(de)(de)问题(ti),有(you)待进一步的(de)(de)改善(shan)和(he)提高(gao)。
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