多孔陶瓷的特点
(1)气孔率高。多孔陶瓷的重要特征是具有中较多的均匀可控的气孔。气孔有开口气孔和闭口气孔之分,开口气孔具有过滤、吸收、吸附、消除回声等作用,而闭口气孔则有利于阻隔热量、声音以及液体与固体微粒传递。(2)强度高。多孔陶瓷材料一般由金属氧化物、二氧化硅、碳化硅等经过高温煅烧而成,这些材料本身具有较高的强度,煅烧过程中原料颗粒边界部分发生融化而粘结,形成了具有较高强度的陶瓷。(3)物理和化学性质稳定。多孔陶瓷材料可以耐酸、碱腐蚀,也能够承受高温、高压,自身洁净状态好,不会造成二次污染,是一种绿色环保的功能材料。(4)过滤精度高,再生性能好。用作过滤材料的多孔陶瓷材料具有较窄的孔径分布范围和较高的气孔率与比表面积,被过滤物与陶瓷材料充分接触,其中的悬浮物、胶体物及微生物等污染物质被阻截在过滤介质表面或内部,过滤效果良好。多孔陶瓷过滤材料经过一段时间的使用后,用气体或者液体进行反冲洗,即可恢复原有的过滤能力。材质(1)高硅质硅酸盐材料,它主要以硬质瓷渣、耐酸陶瓷渣及其他耐酸的合成陶瓷颗粒为骨料,具有耐水性、耐酸性,使用温度达700℃。(2)铝硅酸盐材料,它以耐火粘土熟料、烧矾土、硅线石和合成莫来石颗粒为骨料。具有耐酸性和耐弱碱性,使用温度达1 000℃。(3)精陶质材料,它以多种粘土熟料颗粒与粘土等混合烧结,得到微孔陶瓷材料。(4)硅藻土质材料,它主要以精选硅藻土为原料,加粘土烧结而成。用于精滤水和酸性介质。(5)纯炭质材料,它以低灰分煤或石油沥青焦颗粒为原料,或加入部分石墨,用稀焦油粘结烧制而成,用于耐水、冷热强酸、冷热强碱介质以及空气的消毒和过滤等。(6)刚玉和金刚砂材料,它以不同型号的电熔刚玉和碳化硅颗粒为骨料,具有耐强酸、耐高温的特性(7)堇青石、钛酸铝材料,其特点是热膨胀系数小,因而广泛用于热冲击环境。添加剂(1)助熔剂陶瓷助熔剂的主要作用是降低烧成温度,增加液相,扩大烧成范围,提高坯体的力学强度和化学稳定性。常用的助熔剂有长石、珍珠岩、滑石、蛇纹石、硅灰石、石灰石、白云石等。(2)增塑剂陶瓷增塑剂主要作用是提高陶瓷坯体的整体塑性,保证坯体具有一定的强度,使坯体在烧成前保持原有形状。常用的增塑剂有粘性土、木节土、球土等。(3)粘结剂粘结剂是指为了提高坯体的强度或防止粉末偏析而添加到陶瓷坯料中的具有粘结作用的添加剂。粘结剂一般选择易于在烧结前或烧结过程除掉的物质,如淀粉、石蜡、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等。水玻璃具有较好的粘性,水分挥发后留下的硅酸钠可以作为陶瓷的成分,所以也常被用作粘结剂。(4)致孔剂加入致孔剂是为了提高陶瓷的气孔率、扩大比表面积。致孔剂主要有天然有机细粉、煤粉、石灰石、白云石、烧沸石、珍珠岩、浮石等。一般来讲,增加致孔剂的用量可以提高陶瓷的气孔率,但是会引起陶瓷强度下降,因此必须控制致孔剂的添加比例。以石灰石和白云石作致孔剂时,在煅烧过程分解生成的CaO和MgO具有助熔作用,如果在煅烧温度过高、时间过长,会与原料中的部分物质形成玻璃相,填充部分已形成的气孔,降低陶瓷的气孔率(5)流变剂浆料的流动性能保证浆料在浸渍过程中能渗透到有机泡沫中,并均匀地涂敷在泡沫网络的孔壁上。浆料的触变性即要求浆料具有在静止时处于凝固状态,但在外力作用下又恢复流动性的特性。良好的触变性可以保证在浸渍浆料和挤出多余浆料时,在剪切作用下降低粘度,提高浆料的流动性,有助于成型,而在成型结束时,浆料的粘度升高,流动性降低。这就使得附着在孔壁上的浆料容易固化而定型,避免了因为浆料的流动造成坯体严重堵孔而影响制品的均匀性。(6)分散剂为了提高浆料的固含量,无论是水基体系还是非水基体系均需加入分散剂。分散剂可以提高浆料的稳定性,阻止颗粒再团聚,进而提高浆料的固含量。(7)消泡剂和表面活性剂为了防止浆料在浸渍和挤出多余浆料的过程中起泡而影响制品的性能,需加入消泡剂,一般采用低分子量的醇和硅酮。陶瓷浆料为水基浆料时,如果有机泡沫与浆料之间的润湿性差,在浸渍浆料时就会出现泡沫结构的交叉部分附着较厚的浆料,而在结构的桥部和棱线部分附着很薄的浆料的现象。这种情况严重时会导致烧结过程中坯体开裂,使多孔陶瓷的强度明显降低。因此,通常采用添加表面活性剂的方法以改善陶瓷浆料与有机泡沫体之间的附着性来解决此问题。制备发泡工艺发泡工艺是陶瓷组分添加有机或无机化学物质,通过化学反应等产生挥发气体,经干燥和烧成制成多孔陶瓷。发泡工艺与泡沫浸渍工艺相比,更容易控制制品的形状、成分和密度,并可制备各种气孔形状和大小的多孔陶瓷,特别适用于制备闭气孔的陶瓷材料。用来做发泡剂的化学物质有很多种类,例如,用碳化钙、氢氧化钙、铝粉硫酸铝和双氧水作发泡剂;由亲水性聚氨脂塑料和陶瓷泥浆同时发泡制备多孔陶瓷;用硫化物和硫酸盐混合作发泡剂等。添加成孔剂工艺此工艺是通过在陶瓷配料中添加造孔剂,利用造孔剂在坯体中占据一定的空间,然后经过烧结,造孔剂离开而形成气孔来制备多孔陶瓷。添加造孔剂制备多孔陶瓷的工艺流程与普通的陶瓷工艺流程相似。造孔剂的种类有无机和有机两类,无机造孔剂有碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等高温可分解的盐类,以及煤粉、碳粉等。有机造孔剂主要是天然纤维、高分子聚合物和有机酸等。造孔剂颗粒的形状和大小决定了多孔陶瓷材料气孔的形状和大小。多孔陶瓷材料的成型方法与普通陶瓷的成型方法类似,主要有模压、挤压、等静压、扎制、注射和粉浆浇注等。有机泡沫浸渍工艺有机泡沫浸渍法是用有机泡沫浸渍陶瓷浆料,干燥后烧掉有机泡沫,获得多孔陶瓷的一种方发泡工艺法。该法适于制备高气孔率、开口气孔的多孔陶瓷。这种方法制备的泡沫陶瓷是目前最主要的多孔陶瓷之一。溶胶-凝胶工艺溶胶- 凝胶工艺主要利用凝胶化过程中胶体粒子的堆积以及凝胶处理、热处理等过程中留下小气孔,形成可控多孔结构。这种方法大多数产生纳米级气孔,多用来生产微孔陶瓷。溶胶-凝胶工艺是一种新的制备多孔陶瓷的工艺,与其它工艺相比有其独特之处。例如,用溶胶-凝胶法制备氧化铝多孔陶瓷,与颗粒混合、泡沫浸渍、喷雾干燥颗粒等方法相比较,溶胶-凝胶法可进一步改善氧化铝多孔陶瓷孔径分布的控制、相变、纯度及显微结构。挤出成型多孔蜂窝陶瓷蜂窝陶瓷的成型方法有许多种,挤出成型是最普遍采用的制造方法之一。它的工艺流程为:原料合成-混和-挤出成型-干燥-烧成制品固相烧结工艺固相烧结工艺利用微细颗粒易于烧结的特点,在骨料中加入相同组分的微细颗粒,在一定的温度下微细颗粒通过蒸发和迁移,在大颗粒连接部烧结,从而将大颗粒连接起来。由于每一粒骨料仅在几个点上与其他颗粒发生连接,因而在烧结体中形成大量的三维贯通孔道。凝胶注模工艺凝胶注模工艺源于20世纪90年代,美国橡树岭国家实验室最早将传统陶瓷成型技术与高分子化学反应结合在一起,研制出这种新型陶瓷制备工艺。凝胶注模工艺过程是一个原位成型过程,主要利用有机单体或少量添加剂的化学反应原位凝固成型,获得具有良好微观均匀性和一定强度的坯体,而后烧结制得成品。冷冻干燥工艺在该工艺中,让冰将柱状的凝胶包围和隔离着,并且控制溶液中冰的生长方向为单向生长,冰溶化后纤维就形成了。在另外一种制备孔陶瓷的冻干工艺中,溶剂是直接由固态到气态升华而排除的。通过控制金属盐溶液的冷冻方向获得了方向性好、气孔率很高(>90%)的多孔陶瓷。自蔓延高温合成(SHS) 工艺燃烧合成, 又称自蔓延高温合成用燃烧合成技术制备多孔材料的主要过程是放热反应,化学反应释放出来的热量维持反应的自我进行,合成新物质的同时获得了所期望的多孔材料,包括具有一定形状的多孔材料。燃烧合成过程总是伴随着烧结现象,烧结体的孔隙度很高,可以达到50%左右,甚至更高。SHS与常规方法相比主要有以下特点和优势:合成反应过程迅速,能大量节省能源,产品纯度高,工艺相对简单,适合于制备各类无机材料。SHS 存在的主要不足之处是反应快迅速,试样的烧结尺寸难以控制。水热-热静压工艺该工艺通过水作为压力传递介质制备各种孔径多孔陶瓷。其简单制备步骤为:硅凝胶和10%(质量百分数)的水混合,置于高压釜中(压力10—15MPa,温度300℃),通过水蒸汽的挥发而制成多孔陶瓷。水热-热静压工艺中,反应时间一般为10—180 min。在25MPa下处理60min,制得的多孔陶瓷材料体积密度为088 g/cm,孔体积为059cm/g,孔尺寸分布范围为30~50nm,抗压强度高达80MPa。多孔陶瓷水热-热静压工艺具有以下优点:制得的多孔陶瓷材料抗压强度高、性能稳定、孔径分布范围广。组织遗传制备工艺该工艺是利用植物材质(木材、竹子等)的天然多孔组织,将其在800~1000℃下和惰性气体环境中热解碳化得到与木材多孔结构几乎完全相同的碳预制体。然后以碳预制体为模板,1600℃时液态硅蒸发形成的硅蒸汽渗入模板与碳化合形成多孔碳化硅陶瓷。该工艺过程简单,成本低廉,但制品的孔结构主要决定于材质本身的组织,可设计性较差,同时SiC的转化率相对较低。也可将木材在真空中浸渍渗入树脂,之后在1200℃左右热解,冷却后得到一定孔隙率的木材陶瓷。离子交换法层状硅酸纳晶体与十八烷基三甲基溴化铵在水中充分混合, 硅酸盐层间的阳离子与铵盐阳离子将自发地进行交换, 由于铵盐离子体积较大, 硅酸盐的片层结构会因铵盐的引入而发生弯曲变形, 弯曲的片层之间发生缩聚, 将有机物包围在片层当中, 经高温烧结除去有机物, 即形成多孔SiO2。目前,人们正在研究这种多孔材料的稳定性和比表面积问题, 并期望将其应用于催化或吸附系统中。应用载体多孔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,将大大提高转化效率和反应速率。由于多孔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广泛使用除了作催化剂载体外,它还可以作为其它功能性载体,例如药剂载体、微晶载体、气体储存等。过滤和分离1.超纯水的制备和除菌用硅藻土或粘土熟料质制成的多孔陶瓷滤芯,已用于饮水、石油油井注水用水等的除菌和净化,还用于注射液的消毒过滤,以及电子工业、医药工业、光学透镜研磨用的超纯水的净化等。2.废水处理用多孔陶瓷过滤工业废水和生活污水已成为废水处理和净化的重要发展方向,适用各种污染废水,效率高,成本低。3.腐蚀性流体过滤多孔陶瓷的强耐腐蚀性使其在过滤酸性、碱性等腐蚀性液体或气体时显示出特有的优势。4.熔融金属过滤经多孔陶瓷的过滤能除去熔融金属中大部分的夹杂物和气体等杂质,提高金属材料的强度等内在质量。特别在电子元件、电线用金属和精密铸造用金属方面尤其重要。5.高温气体过滤高温烟气的除尘、高温煤气的净化等高温气体的过滤都必须使用耐高温的多孔陶瓷。6医药工业食品工业过滤多孔陶瓷由于具有耐高温、耐腐蚀和良好的生物、化学相容性,因而可用于医药工业中的疫苗、酶、病毒、核酸、蛋白质等生理活性物质的浓缩、分离、精制等。在食品、饮料工业中,特别适用于色、香、味强的饮料及低度酒类的过滤,并可望在啤酒(尤其是生啤)的生产中发挥不可替代的作用。7.放射性物质的过滤核电厂等产生大量放射性废物,经过燃烧能成为化学稳定的固体粉末,多孔陶瓷能将其固化,保管起来方便又经济。吸音材料多孔陶瓷具有连通开气孔,当声波传入时,在很小的气孔内受力振荡。振动受到的摩擦和阻碍,使声波传播受到抑制,导致声音衰减,从而起到吸音的作用。是一种消除噪声公害,益于人们身心健康的好材料。作为吸音材料的多孔陶瓷要求较小的孔径(20~150/um),相当高的气孔率(>60%)及较高的机械强度。陶瓷所具有的优良的耐火性和耐候性,使它可用于变压器、道路、桥梁等的隔音。现在已在高层建筑、隧道、地铁等防火要求极高的场合及电视发射中心、影剧院等有较高隔音要求的场合使用,效果很好。隐身材料多孔陶瓷吸波涂料是一种研制较多的吸波材料,它比铁氧体、复合金属粉末等吸波涂料的密度低、吸波性能好,而且还可以有效地减弱红外辐射信号。另外,多孔陶瓷具有良好的力学性能、热物理性能和化学稳定性,能满足隐身的要求。著名的F-117隐身飞机的尾喷管就使用了多孔陶瓷基吸波材料达到飞机隐身的目的。隔热保温材料由于多孔陶瓷具有巨大的气孔率和低的基体热传导系数,其最传统的应用是作为隔热材料。传统的窑炉、高温电炉其内衬多为多孔陶瓷。为增加其隔热性能还可将内部气体抽真空。目前世界上最好的隔热材料正是这种多孔陶瓷材料。高级的多孔陶瓷隔热材料还可用于航天飞机的外壳隔热。除此以外,由于其多孔性还可以作为换热材料用,且换热充分。多孔介质燃烧器多孔介质燃烧器有功率大、范围可调、高功率密度、极低的C0和N0x排放量、安全稳定燃烧等优点。而且很重要的一点是,多孔介质燃烧器的结构紧凑,尺寸大大减小,制造成本低,系统效率较高,消除了额外能耗。生物工程材料在传统生物陶瓷基础上研究开发的多孔生物陶瓷,由于生物相容性好,理化性能稳定,无毒副作用的特点而被用于制作生物材料。当用于修补骨缺损部位时,新生物将逐渐进入多孔陶瓷珊瑚状孔隙内,慢慢将多孔陶瓷吸收,最终,这种多孔陶瓷将由新生骨制质取代。与传统生物陶瓷相比,生物体内不会残留任何异物,因而不易感染。国外利用多孔生物陶瓷修复头盖骨、大腿骨、脊椎骨、人造齿根等临床实验均已获成功。散气(布气)材料多孔陶瓷还可用于气-液、气-粉两相混合,即通常所说的布气、散气。通过多孔陶瓷的散气作用,使两相接触面积增大而加速反应。目前活性污泥法处理城市污水中使用的多孔陶瓷布气装置就比较成功,不仅布气效果好,而且使用寿命长。利用多孔陶瓷材料将气体吹入粉料中,使粉料处于疏松和流化状态,有利于混匀、传热和均匀受热,能加速反应,防止团聚,便于粉料的输送、加热、干燥和冷却等,特别在水泥、石灰、和氧化铝粉等粉料生产及输送中有着良好的应用前景。新能源材料1) 多孔陶瓷因其与液体和气体的接触面积大,使电解池的槽电压比使用一般材料低得多,而成为优良的电解隔膜材料,可大大降低电解槽电压,提高电解效率,节约电能和昂贵的电极材料。目前陶瓷隔膜材料已用在化学电池、燃料电池、光化学电池中,特别是固体氧化物电池。2)利用多孔陶瓷制备多孔电极。以多孔气体扩散电极为例,它的比表面积不但比平板电极提高3~5个数量级,而且液相传质层的厚度也从平板电极的10cm压缩到1O~10cm,从而大大提高电极的极限电流密度,减少浓差极化。敏感元件陶瓷传感器的敏感元件工作原理是当微孔陶瓷元件置于气体或液体介质中时,介质的某些成分被多孔体吸附或与之反应,使微孔陶瓷的电位或电流发生变化,从而检验出气体或液体的成分。比较常用的有温度传感器、湿度传感器、气体传感器以及多功能传感器。微孔膜陶瓷分离膜因耐高温、耐酸碱、抗生物侵蚀、不老化、寿命长等优点,被开发应用于食品工业、生物化工、能源工程、环境工程、电子技术等领域。随着材料科学技术的发展,纳米级多孔无机膜的制备和应用成为人们目前研究的热点。微孔无机膜还应用于光学、电子学、磁学等领域。存在的问题:材料的脆性;缺乏完整材料的大规模生产系统;缺乏对材料的孔径大小、形状分布等的精确控制方法;缺乏连续生产工艺;缺乏将孔结构与力学性能相联系的有效模型;材料间连接技术的不足;多孔泡沫制备中溶剂提取法的简化;合成催化剂的活性和尺寸选择性;完整的膜净化方法;生产成本高。
保温材料依据材性来分类,大体分为有机材料、无机材料和复合材料。不同的保温材料性能各异,价格也千差万别,本文按照材料的保温性能即导热系数数值的大小进行依次排列
第一名:真空绝热板,导热系数0008W/(m·K)
排名第一的肯定是真空绝热板,该板材是由无机纤维芯材与高阻气复合薄膜通过抽真空封装技术,外覆专用界面砂浆,制成的一种高效保温板材
二:气凝胶保温材料,导热系数002W/(m·K)
气凝胶材料被称为世界上最轻的固体。以纳米二氧化硅气凝胶为主体材料,通过特殊的工艺复合而成,具有耐高温、导热系数低、密度小、强度高、绿色环保、防水不燃等优越性能,同时兼具优越的隔声减震性能,是冶金、化工、国防、航空航天等领域不可或缺的高效隔热保温材料。
三:发泡聚氨酯,导热系数0024W/(m·K)
单一有机保温材料中性能最好的就数聚氨酯保温材料了。按照工艺分为现场发泡聚氨酯和工厂预制的硬泡聚氨酯板。现场发泡聚氨酯是以异氰酸酷、多元醇(组合聚醚或聚酷)为主要原料加入添加剂组成的双组分,经现场喷涂施工的具有绝热和防水功能的硬质泡沫材料。
四,国产挤塑聚苯板,导热系数0028~0030W/(m·K)
挤塑聚苯板也是聚苯板的一种,只不过生产工艺是挤塑成型。挤塑聚苯板简称XPS板,以聚苯乙烯树脂或其共聚物为主要成分,添加少量添加剂,通过加热挤塑成型而制得的具有闭孔结构的硬质泡沫塑料制品。
五,无机质高分子保温板,导热系数0030W/(m·K)
这是一种并未用于外墙保温工程领域的保温材料,据泰州的生产厂家所说,他们是引进了日本的生产专利。无机质高分子板是用聚氯乙烯树脂把有强韧碳酸钙的膜包围的,具有一个隔热极其良好密闭空间的集合体,为无机质的发泡材,在火焰下不会燃烧不会熔化。在长时间的火焰下少部分地方形成碳化,并保持原形状,是A级防火材料。
六,酚醛板,导热系数0032W/(m·K)
酚醛板是由苯酚和甲醛的缩聚物(酚醛树脂)与其他添加剂如固化剂、发泡剂、表面活性剂和填充剂等混合制成的多孔型酚醛泡沫板。国外生产的酚醛板具有较好的保温性能,其导热系数比挤塑聚苯板低,日本国家的夹芯保温体系大量采用酚醛板。但是国内目前推广力度小,生产技术也较为落后,其保温性能略差于国外产品。
七,石墨聚苯板,导热系数0033W/(m·K)
石墨聚苯板是目前所有保温材料中性价比最优的保温产品。因为聚苯板保温产品在保温领域里应用最广泛,不论是欧洲还是国内,聚苯板保温体系都具有最大的市场份额。石墨聚苯板不但导热系数性能非常优异,与国产的挤塑板不相上下,同时它里面含有的一种neopor因子具有热反射的功能,阻燃B1级的防火性能,也傲视那些靠添加阻燃剂的EPS和XPS板。目前这种保温材料已经列入国家建材标准,也是被动房首选的保温材料。可以说,对于低于54米的住宅建筑、低于50米的公共建筑、低于24米的幕墙式建筑,该保温材料的薄抹灰保温系统是最佳方案。
八,橡塑保温材料,导热系数0034~0041W/(m·K)
这种材料,相信大家也不陌生,严格的来讲,这种保温材料不能称为外保温材料,因为这是一种柔性保温材料,通常用于暖通管道上。不过小编此次和大家介绍的保温材料,是不局限于用于墙体保温的,其他领域的材料也带进来。
九,真金板(热固性改性聚苯板),导热系数0036W/(m·K)
前两年市场上改性聚苯板很多,达到优良的防火阻燃效果。但是,真的算是成功还是这种叫做真金板的改性聚苯板。这个材料的横空出世,引起了各种竞争性产品的不满
十,膨胀聚苯板,导热系数0039W/(m·K)
全称为expandedpolystyrene board,由可发性聚苯乙烯珠粒经加热预发泡后在模具中加热成型而制得的具有闭孔结构的聚苯乙烯泡沫塑料板材
这是保温材料里应用最广泛的保温材料,常应用薄抹灰体系、保温装饰一体化体系、大模内置体系、钢丝网架板体系等,该材料不论是国内还是国外均在保温系统市场里占据极大的比重,不可否认,这是用于外墙保温体系中最成熟的产品,以至于所有新诞生的材料都会以此会参照进行PK来衬托各家的好。
十一,岩棉板,导热系数0040W/(m·K)
岩棉板是指以天然岩石为主要原料,经高温熔融、离心喷吹制成的一种矿物质纤维,在掺入一定比例的粘结剂和添加剂后压制并裁割而成的憎水型保温板材。岩棉板保温在欧洲是仅次于聚苯板保温材料应用第二广泛的,主要是用在高层建筑防火要求较高的建筑部位。在国内,矿棉板保温一直广泛应用于干挂幕墙内部,薄抹灰体系的应用刚刚兴起。岩棉板属于吸水性高的材料,在国内夏热冬冷地区,由于在梅雨季节降雨量大,空气湿度大,会导致岩棉板保温系统受潮而降低保温性能。对于北方少雨的地区,岩棉板是防火性能较好的外保温应用材料。
十二,无机纤维喷涂保温材料,导热系数0040W/(m·K)
无机纤维喷涂材料主要由无机纤维与水基型胶粘剂组成,经拌和后通过空压泵进行喷涂,与雾化水混合喷到需要保护的基材上形成涂层。该涂层可满足吸音、保温、防火保护的要求。本材料质轻、无毒无味、吸声、耐候性好、高效隔热、耐火可靠,可实现5h以上高耐火极限保护。适用于建筑物和隧道的防火保护,尤其是耐火极限要求比较高的高层钢结构的防火保护,同样也适用于建筑物的保温吸音和机械设备的保温节能。
十三,气凝土,导热系数0040W/(m·K)
相信很多人没有见过这种保温材料。气凝土也是一种现场喷涂施工的产品体系,其主要成分是氧化镁(MgO),一种理想的高温耐火材料,产品不含任何有机物质,它不但不会释放任何有害气体,还可以吸附空气中的二氧化碳,减少大气的温室效应、调节环境。
十四,玻璃棉板,导热系数0042W/(m·K)
玻璃棉是将熔融玻璃纤维化,形成棉状的材料,化学成分属玻璃类,是一种无机质纤维,具有成型好、体积密度小、热导率彽、保温绝热、吸音性能好、耐腐饰、化学性能稳定。玻璃棉板是将玻璃棉施加热固性粘结剂制成的具有一定刚度的板状制品。
十五,复合硅酸镁铝绝热材料,导热系数0045W/(m·K)
复合硅酸镁铝绝热材料以坡缕石、海泡石、膨润土、陶瓷纤维等无机材料为主要原料,在原硅酸镁绝热材料基础上,剔出了有害物质岩棉,添加多种特殊复合材料,经科学配方、先进工艺精制而成,具有不燃、环保,使用寿命长等优点。
十六,HX隔离式保温板,导热系数0045W/(m·K)
HX隔离式防火保温板是以EPS聚苯板为主要原材料,采取特殊结构形式和工艺措施,将高效防火剂嵌入EPS板内而形成的复合防火保温板。如下图所示。
十七,泡沫玻璃保温板,导热系数0045~0062W/(m·K)
泡沫玻璃是以石英砂矿粉或玻璃粉为主要原料,加入发泡剂、促进剂等添加剂,经超细粉碎和均匀混合形成配合料,经融化、发泡、退火而形成的内部充满均匀封闭气孔的材料。而泡沫玻璃保温板是一种闭孔型的泡沫玻璃绝热制品
十八,聚苯颗粒保温砂浆,导热系数0058W/(m·K)
聚苯颗粒是膨胀聚苯乙烯泡沫颗粒简称膨胀聚苯颗粒或聚苯颗粒,使用可发性聚苯乙烯树脂为基础原料膨胀发泡而成。聚苯颗粒保温砂浆是由砂浆和聚苯颗粒组成的并且聚苯颗粒含量不小于80%的浆料。
十九,纤维增强复合保温板,导热系数00630~007W/(m·K)
纤维增强复合材料保温板主要原料为阻燃发泡材料、粘结剂及和各种改性剂等,利用先进生产工艺,采用科学配比,经流水线一次压制成型,再经蒸汽养护和自然养护而成。
二十,发泡水泥板,导热系数0065~0070W/(m·K)
以水泥、粉煤灰、硅灰等为主要原料,经发泡、养护、切割等工艺制成的闭孔轻质发泡水泥板,也称为复合发泡水泥板。
发泡水泥板的保温性能较差,不适用于高节能要求的外保温项目中。样块给人的感觉就是很脆,拿在手里不断的掉渣。从品相的角度,觉得这就是一种很低端的产品。现在江苏省在前两年上马了几百家企业,门槛太低,竞争激烈,产品的品质得不到保障,市场立马被做烂了。同时,该板材经长久耐候性影响会出现坍塌问题。市场上能拿出优质产品的厂家真的不多,小编认为应谨慎选材。
二十一,无机保温砂浆预制板,导热系数0065~0070W/(m·K)
以膨胀玻化微珠保温砂浆为例,它是以膨胀玻化微珠、无机胶凝材料、添加剂、填料等混合而成的预混料。如果在工厂预制生产板材,那就是本标题所指的板状保温材料了。主要材料膨胀玻化微珠是由玻璃质火山熔岩矿砂经膨胀、玻化等工艺制成,表面玻化封闭、呈不规则球状,内部为多孔空腔结构的无机颗粒材料。如下图所示。
二十二,膨胀玻化微珠保温砂浆,导热系数>0070W/(m·K)
多年前国内流行一种叫做“膨胀珍珠岩”的保温系列产品,但是由于其高吸水性、成品质量越来越差,在国际范围内逐渐被否定;为了打通国内市场,聪明的厂家改变了它的名称“膨胀玻化微珠”继续招摇过市。膨胀玻化微珠保温砂浆作为无机保温砂浆的代表,在国外保温市场是被禁止的,在国内市场,也是“最低端保温产品”的代名词。
二十三,相变保温砂浆,导热系数008W/(m·K)
相变材料经特殊工艺包裹封装后制成的相变微胶囊与一定比例的胶结料、轻集料、添加剂及水,经机械搅拌制成的具有相变保温、存贮热能、调温功能的建筑材料。
相变材料主要特点是在相变点时维持温度的恒定。在中国与保温材料复合其实是一种误用,相变材料应用于建筑的作用是延缓室内升降温速度或推迟时间或保持温度恒定,通过吸收和放热过程(能量的储存与释放)来达到调节人居住舒适度进而具有一定的节能作用。能量的存储和释放是有限度的不是无限的。冬季外界气温远远低于相变点,应用于外墙的话,相变材料无任何作用同时导热系数较一般保温材料高,对保温不利。夏季(如果是30度左右的相变温度),当外界温度高于30度时,相变材料发挥作用开始吸热,因在一定时间具有降低墙体温度作用可以延缓室内的升温速度,但是,夏季外界的能量密度非常大,相变材料作用非常有限。
二十四,发泡陶瓷板,导热系数010W/(m·K)
发泡陶瓷是以陶土尾矿、陶瓷碎片、河(湖)道淤泥、掺加料等作为主要原料,采用先进的生产工艺和发泡技术,经高温焙烧而成的高气孔率的闭孔陶瓷材料。发泡陶瓷板则是由这种无机多孔陶瓷材料在工厂制成的热导率低、耐高温、耐候、不燃的保温板材。
一种区域性的带有地方保护特色的产品,造价及其昂贵,保温性能也较差,不适用于高节能要求的外保温项目中。从样品的效果来看,比发泡水泥板要好的多,最大的遗憾就是保温差和造价昂贵。用淤泥做的保温材料,算是一种绿建材料吧。不过,那些含有有机养分的淤泥究竟是作为滋养农作物的土壤好呢,还是做在外墙上当做保温材料好呢?大家可以思考一下。
二十五,泡沫混凝土,导热系数008~024W/(m·K)
泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡,并将泡沫与水泥浆均匀混合,然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型,经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。
泡沫混凝土保温材料保温性能较差,不适用于高节能要求的外保温项目中;用于屋面保温时,可满足低节能要求的外保温项目需求。
保温材料对项目的适配性,从技术的角度主要考虑以下几个方面:
(1)保温性能:材料导热系数越低,所需设计厚度越薄,造价也可能较低,节点设计也相对问题少些。导热系数偏大,所需厚度也就偏大,产品成型的可能性也较低。对于导热系数大于0045W/(m·K)的保温产品,基本没有可能用于高节能要求的建筑上;
(2)尺寸稳定性:保温材料应具有良好的尺寸稳定性,如果用于工程上板材容易发生翘曲变形,就容易导致外饰面开裂渗水。例如挤塑聚苯板、酚醛板、聚氨酯板等,采购的板材必须达到合理的陈化期,才能最大程度的避免系统因板材变形所致开裂。
(3)吸水性能:保温材料在吸水状态下保温性能会急剧降低,因此工程所用的保温材料应是低吸水率的。现在的岩棉板、酚醛板、保温砂浆类材料都是高吸水性材料,实际的保温性能远远达不到理论效果。
(4)质量可靠性:常见的保温板材,尺寸固定,保温性能也是很稳定的,有可靠的保障;而例如真空绝热板就可能因板材漏气保温性能大打折扣,无机保温砂浆、聚苯颗粒保温砂浆则会因工人现场调配的不均衡性,质量也难以保证。发泡水泥板、无机保温板等在现场则会很容易破碎,产品质量不可控。
(5)施工便捷性:薄抹灰系统作为常见的保温体系,施工技术较为成熟,而很多新型材料则不具有相应的施工便捷性,例如真空绝热板、发泡水泥板等板材现场都难以裁切,对基墙面的适配性很低。
不同材料的不同性能优势,如下:
(1)保温性能最好的材料:真空绝热板;
(2)保温防水性能最佳:喷涂发泡聚氨酯;
(3)应用最成熟、市场份额最高:膨胀聚苯板;
(4)综合性价比最优:石墨聚苯板;
(5)使用面广、份额大(地面、地下室外墙、内保温):挤塑板
(6)最有市场前景的科技材料:气凝胶保温材料;
(7)被限制使用最多的材料:保温砂浆;
(8)外墙防火隔离带最常用材料:岩棉板;
(9)屋面用防火隔离带最佳材料:泡沫玻璃板;
(10)即将被市场限制/淘汰的材料:发泡水泥板
大家都听说过陶瓷,但是笔者相信有很多人都没听说过泡沫陶瓷,那么泡沫陶瓷究竟是什么呢其实泡沫陶瓷就是一种多孔陶瓷,它具有许都的优点,比如说耐高温性能和高吸附功能等等。泡沫陶瓷在我们的应用也非常的广,比如说我们汽车尾气的装置、工业污水处理等等。市场上的泡沫陶瓷还是屡见不鲜的,那么泡沫陶瓷的价格如何呢
泡沫陶瓷价格如何
不同的厂家对于泡沫陶瓷也有不同的价格,下面就让我们简单的看看泡沫陶瓷的厂家及价格:
深圳市清源铸造材料有限公司
主要产品:氧化锆泡沫陶瓷过滤片
价格:10元
供应总量:10000 个
产品评价:该公司一直以来致力于氧化锆泡沫陶瓷过滤片,在市场上具有很高的声誉,其品质优异、可靠。
萍乡市恒昌化工新材料有限公司
主要产品:氧化铝泡沫陶瓷
价格:10-30元
供应总量:100000片
产品评价:其公司的氧化铝泡沫陶瓷产自于江西,该泡沫陶瓷具有耐酸、耐碱和耐高温等等特点,并且使用寿命还非常的长。
萍乡市远影工业有限公司
主要产品:远影泡沫陶瓷
价格:¥30000
供应总量:100立方
产品评价:这是一种大型的泡沫陶瓷,在使用的时候能够很有效的稳定流层,还可以很好的排除气体。
安平县倍加过滤器材有限公司
主要产品:微波泡沫陶瓷
价格:50元
供应总量:50台
产品评价:该公司的产品主要应用于食品方向,可以将食物很好了分成颗粒状,节约劳动力以及节能都是它最大的优势之一。
泡沫陶瓷的种类有哪些
其实泡沫陶瓷的种类非常的多,从宏观上来看,它主要分为开孔(网状)陶瓷材料和闭孔陶瓷材料,如何判断一个泡沫陶瓷是开孔的还是闭孔的关键标准在于其是否有固体壁面。也就是说如果泡沫陶瓷每个孔都是相连的那就是开孔的泡沫陶瓷,如果是不连通的的那就是闭孔泡沫陶瓷。从微观上来看,泡沫陶瓷又可分为宏孔陶瓷材料、微孔陶瓷材料和介孔陶瓷材料。
泡沫陶瓷主要应用有哪些
除了刚刚我们说到的一些应用,泡沫陶瓷还应用到了一些主要领域,比如说航空行业、电子行业、医学行业和生物化学方面,这些行业无疑对我们的生活影响 是非常大的,所以如今世界上许多人都在重视泡沫陶瓷的研究与开发。虽然现在已经有许多工艺生产泡沫陶瓷,但是其结果都不是非常的理想,因而继续的对泡沫陶瓷进行创新研发是势在必行的。
土巴兔在线免费为大家提供“各家装修报价、1-4家本地装修公司、3套装修设计方案”,还有装修避坑攻略!点击此链接:(1)气孔率高。多孔陶瓷的重要特征是具有中较多的均匀可控的气孔。气孔有开口气孔和闭口气孔之分,开口气孔具有过滤、吸收、吸附、消除回声等作用,而闭口气孔则有利于阻隔热量、声音以及液体与固体微粒传递。
(2)强度高。多孔陶瓷材料一般由金属氧化物、二氧化硅、碳化硅等经过高温煅烧而成,这些材料本身具有较高的强度,煅烧过程中原料颗粒边界部分发生融化而粘结,形成了具有较高
强度的陶瓷。
(3)物理和化学性质稳定。多孔陶瓷材料可以耐酸、碱腐蚀,也能够承受高温、高压,自身洁净状态好,不会造成二次污染,是一种绿色环保的功能材料。
(4)过滤精度高,再生性能好。用作过滤材料的多孔陶瓷材料具有较窄的孔径分布范围和较高的气孔率与比表面积,被过滤物与陶瓷材料充分接触,其中的悬浮物、胶体物及微生物等污染物质被阻截在过滤介质表面或内部,过滤效果良好。多孔陶瓷过滤材料经过一段时间的使用后,用气体或者液体进行反冲洗,即可恢复原有的过滤能力。
材质
(1)高硅质硅酸盐材料,它主要以硬质瓷渣、耐酸陶瓷渣及其他耐酸的合成陶瓷颗粒为骨料,具有耐水性、耐酸性,使用温度达700℃。
(2)铝硅酸盐材料,它以耐火粘土熟料、烧矾土、硅线石和合成莫来石颗粒为骨料。具有耐酸性和耐弱碱性,使用温度达1 000℃。
(3)精陶质材料,它以多种粘土熟料颗粒与粘土等混合烧结,得到微孔陶瓷材料。
(4)硅藻土质材料,它主要以精选硅藻土为原料,加粘土烧结而成。用于精滤水和酸性介质。
(5)纯炭质材料,它以低灰分煤或石油沥青焦颗粒为原料,或加入部分石墨,用稀焦油粘结烧制而成,用于耐水、冷热强酸、冷热强碱介质以及空气的消毒和过滤等。
(6)刚玉和金刚砂材料,它以不同型号的电熔刚玉和碳化硅颗粒为骨料,具有耐强酸、耐高温的特性
(7)堇青石、钛酸铝材料,其特点是热膨胀系数小,因而广泛用于热冲击环境。
添加剂
(1)助熔剂
陶瓷助熔剂的主要作用是降低烧成温度,增加液相,扩大烧成范围,提高坯体的力学强度和化学稳定性。常用的助熔剂有长石、珍珠岩、滑石、蛇纹石、硅灰石、石灰石、白云石等。
(2)增塑剂
陶瓷增塑剂主要作用是提高陶瓷坯体的整体塑性,保证坯体具有一定的强度,使坯体在烧成前保持原有形状。常用的增塑剂有粘性土、木节土、球土等。
(3)粘结剂
粘结剂是指为了提高坯体的强度或防止粉末偏析而添加到陶瓷坯料中的具有粘结作用的添加剂。粘结剂一般选择易于在烧结前或烧结过程除掉的物质,如淀粉、石蜡、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等。水玻璃具有较好的粘性,水分挥发后留下的硅酸钠可以作为陶瓷的成分,所以也常被用作粘结剂。
(4)致孔剂
加入致孔剂是为了提高陶瓷的气孔率、扩大比表面积。致孔剂主要有天然有机细粉、煤粉、石灰石、白云石、烧沸石、珍珠岩、浮石等。一般来讲,增加致孔剂的用量可以提高陶瓷的气孔率,但是会引起陶瓷强度下降,因此必须控制致孔剂的添加比例。以石灰石和白云石作致孔剂时,在煅烧过程分解生成的CaO和MgO具有助熔作用,如果在煅烧温度过高、时间过长,会与原料中的部分物质形成玻璃相,填充部分已形成的气孔,降低陶瓷的气孔率
(5)流变剂
浆料的流动性能保证浆料在浸渍过程中能渗透到有机泡沫中,并均匀地涂敷在泡沫网络的孔壁上。浆料的触变性即要求浆料具有在静止时处于凝固状态,但在外力作用下又恢复流动性的特性。良好的触变性可以保证在浸渍浆料和挤出多余浆料时,在剪切作用下降低粘度,提高浆料的流动性,有助于成型,而在成型结束时,浆料的粘度升高,流动性降低。这就使得附着在孔壁上的浆料容易固化而定型,避免了因为浆料的流动造成坯体严重堵孔而影响制品的均匀性。
(6)分散剂
为了提高浆料的固含量,无论是水基体系还是非水基体系均需加入分散剂。分散剂可以提高浆料的稳定性,阻止颗粒再团聚,进而提高浆料的固含量。
(7)消泡剂和表面活性剂
为了防止浆料在浸渍和挤出多余浆料的过程中起泡而影响制品的性能,需加入消泡剂,一般采用低分子量的醇和硅酮。陶瓷浆料为水基浆料时,如果有机泡沫与浆料之间的润湿性差,在浸渍浆料时就会出现泡沫结构的交叉部分附着较厚的浆料,而在结构的桥部和棱线部分附着很薄的浆料的现象。这种情况严重时会导致烧结过程中坯体开裂,使多孔陶瓷的强度明显降低。因此,通常采用添加表面活性剂的方法以改善陶瓷浆料与有机泡沫体之间的附着性来解决此问题。
制备
发泡工艺
发泡工艺是陶瓷组分添加有机或无机化学物质,通过化学反应等产生挥发气体,经干燥和烧成制成多孔陶瓷。发泡工艺与泡沫浸渍工艺相比,更容易控制制品的形状、成分和密度,并可制备各种气孔形状和大小的多孔陶瓷,特别适用于制备闭气孔的陶瓷材料。用来做发泡剂的化学物质有很多种类,例如,用碳化钙、氢氧化钙、铝粉硫酸铝和双氧水作发泡剂;由亲水性聚氨脂塑料和陶瓷泥浆同时发泡制备多孔陶瓷;用硫化物和硫酸盐混合作发泡剂等。
添加成孔剂工艺
此工艺是通过在陶瓷配料中添加造孔剂,利用造孔剂在坯体中占据一定的空间,然后经过烧结,造孔剂离开而形成气孔来制备多孔陶瓷。添加造孔剂制备多孔陶瓷的工艺流程与普通的陶瓷工艺流程相似。造孔剂的种类有无机和有机两类,无机造孔剂有碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等高温可分解的盐类,以及煤粉、碳粉等。有机造孔剂主要是天然纤维、高分子聚合物和有机酸等。造孔剂颗粒的形状和大小决定了多孔陶瓷材料气孔的形状和大小。多孔陶瓷材料的成型方法与普通陶瓷的成型方法类似,主要有模压、挤压、等静压、扎制、注射和粉浆浇注等。
有机泡沫浸渍工艺
有机泡沫浸渍法是用有机泡沫浸渍陶瓷浆料,干燥后烧掉有机泡沫,获得多孔陶瓷的一种方发泡工艺法。该法适于制备高气孔率、开口气孔的多孔陶瓷。这种方法制备的泡沫陶瓷是目前最主要的多
孔陶瓷之一。
溶胶-凝胶工艺
溶胶- 凝胶工艺主要利用凝胶化过程中胶体粒子的堆积以及凝胶处理、热处理等过程中留下小气孔,形成可控多孔结构。这种方法大多数产生纳米级气孔,多用来生产微孔陶瓷。溶胶-凝胶工艺是一种新的制备多孔陶瓷的工艺,与其它工艺相比有其独特之处。例如,用溶胶-凝胶法制备氧化铝多孔陶瓷,与颗粒混合、泡沫浸渍、喷雾干燥颗粒等方法相比较,溶胶-凝胶法可进一步改善氧化铝多孔陶瓷孔径分布的控制、相变、纯度及显微结构。
挤出成型多孔蜂窝陶瓷
蜂窝陶瓷的成型方法有许多种,挤出成型是最普遍采用的制造方法之一。它的工艺流程为:原料合成-混和-挤出成型-干燥-烧成制品
固相烧结工艺
固相烧结工艺利用微细颗粒易于烧结的特点,在骨料中加入相同组分的微细颗粒,在一定的温度下微细颗粒通过蒸发和迁移,在大颗粒连接部烧结,从而将大颗粒连接起来。由于每一粒骨料仅在几个点上与其他颗粒发生连接,因而在烧结体中形成大量的三维贯通孔道。
凝胶注模工艺
凝胶注模工艺源于20世纪90年代,美国橡树岭国家实验室最早将传统陶瓷成型技术与高分子化学反应结合在一起,研制出这种新型陶瓷制备工艺。凝胶注模工艺过程是一个原位成型过程,主要利用有机单体或少量添加剂的化学反应原位凝固成型,获得具有良好微观均匀性和一定强度的坯体,而后烧结制得成品。
冷冻干燥工艺
在该工艺中,让冰将柱状的凝胶包围和隔离着,并且控制溶液中冰的生长方向为单向生长,冰溶化后纤维就形成了。在另外一种制备孔陶瓷的冻干工艺中,溶剂是直接由固态到气态升华而排除的。通过控制金属盐溶液的冷冻方向获得了方向性好、气孔率很高(>90%)的多孔陶瓷。
自蔓延高温合成(SHS) 工艺
燃烧合成, 又称自蔓延高温合成用燃烧合成技术制备多孔材料的主要过程是放热反应,化学反应释放出来的热量维持反应的自我进行,合成新物质的同时获得了所期望的多孔材料,包括具有一定形状的多孔材料。燃烧合成过程总是伴随着烧结现象,烧结体的孔隙度很高,可以达到50%左右,甚至更高。SHS与常规方法相比主要有以下特点和优势:合成反应过程迅速,能大量节省能源,产品纯度高,工艺相对简单,适合于制备各类无机材料。SHS 存在的主要不足之处是反应快迅速,试样的烧结尺寸难以控制。
水热-热静压工艺
该工艺通过水作为压力传递介质制备各种孔径多孔陶瓷。其简单制备步骤为:硅凝胶和10%(质量百分数)的水混合,置于高压釜中(压力10—15MPa,温度300℃),通过水蒸汽的挥发而制成多孔陶瓷。水热-热静压工艺中,反应时间一般为10—180 min。在25MPa下处理60min,制得的多孔陶瓷材料体积密度为088 g/cm,孔体积为059cm/g,孔尺寸分布范围为30~50nm,抗压强度高达80MPa。多孔陶瓷水热-热静压工艺具有以下优点:制得的多孔陶瓷材料抗压强度高、性能稳定、孔径分布范围广。
组织遗传制备工艺
该工艺是利用植物材质(木材、竹子等)的天然多孔组织,将其在800~1000℃下和惰性气体环境中热解碳化得到与木材多孔结构几乎完全相同的碳预制体。然后以碳预制体为模板,1600℃时液态硅蒸发形成的硅蒸汽渗入模板与碳化合形成多孔碳化硅陶瓷。该工艺过程简单,成本低廉,但制品的孔结构主要决定于材质本身的组织,可设计性较差,同时SiC的转化率相对较低。也可将木材在真空中浸渍渗入树脂,之后在1200℃左右热解,冷却后得到一定孔隙率的木材陶瓷。
离子交换法
层状硅酸纳晶体与十八烷基三甲基溴化铵在水中充分混合, 硅酸盐层间的阳离子与铵盐阳离子将自发地进行交换, 由于铵盐离子体积较大, 硅酸盐的片层结构会因铵盐的引入而发生弯曲变形, 弯曲的片层之间发生缩聚, 将有机物包围在片层当中, 经高温烧结除去有机物, 即形成多孔SiO2。目前,人们正在研究这种多孔材料的稳定性和比表面积问题, 并期望将其应用于催化或吸附系统中。
应用
载体
多孔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,将大大提高转化效率和反应速率。由于多孔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广泛使用除了作催化剂载体外,它还可以作为其它功能性载体,例如药剂载体、微晶载体、气体储存等。
过滤和分离
1.超纯水的制备和除菌
用硅藻土或粘土熟料质制成的多孔陶瓷滤芯,已用于饮水、石油油井注水用水等的除菌和净化,还用于注射液的消毒过滤,以及电子工业、医药工业、光学透镜研磨用的超纯水的净化等。
2.废水处理
用多孔陶瓷过滤工业废水和生活污水已成为废水处理和净化的重要发展方向,适用各种污染废水,效率高,成本低。
3.腐蚀性流体过滤
多孔陶瓷的强耐腐蚀性使其在过滤酸性、碱性等腐蚀性液体或气体时显示出特有的优势。
4.熔融金属过滤
经多孔陶瓷的过滤能除去熔融金属中大部分的夹杂物和气体等杂质,提高金属材料的强度等内在质量。特别在电子元件、电线用金属和精密铸造用金属方面尤其重要。
5.高温气体过滤
高温烟气的除尘、高温煤气的净化等高温气体的过滤都必须使用耐高温的多孔陶瓷。
6医药工业食品工业过滤
多孔陶瓷由于具有耐高温、耐腐蚀和良好的生物、化学相容性,因而可用于医药工业中的疫苗、酶、病毒、核酸、蛋白质等生理活性物质的浓缩、分离、精制等。在食品、饮料工业中,特别适用于色、香、味强的饮料及低度酒类的过滤,并可望在啤酒(尤其是生啤)的生产中发挥不可替代的作用。
7.放射性物质的过滤
核电厂等产生大量放射性废物,经过燃烧能成为化学稳定的固体粉末,多孔陶瓷能将其固化,保管起来方便又经济。
吸音材料
多孔陶瓷具有连通开气孔,当声波传入时,在很小的气孔内受力振荡。振动受到的摩擦和阻碍,使声波传播受到抑制,导致声音衰减,从而起到吸音的作用。是一种消除噪声公害,益于人们身心健康的好材料。作为吸音材料的多孔陶瓷要求较小的孔径(20~150/um),相当高的气孔率(>60%)及较高的机械强度。陶瓷所具有的优良的耐火性和耐候性,使它可用于变压器、道路、桥梁等的隔音。现在已在高层建筑、隧道、地铁等防火要求极高的场合及电视发射中心、影剧院等有较高隔音要求的场合使用,效果很好。
隐身材料
多孔陶瓷吸波涂料是一种研制较多的吸波材料,它比铁氧体、复合金属粉末等吸波涂料的密度低、吸波性能好,而且还可以有效地减弱红外辐射信号。另外,多孔陶瓷具有良好的力学性能、热物理性能和化学稳定性,能满足隐身的要求。著名的F-117隐身飞机的尾喷管就使用了多孔陶瓷基吸波材料达到飞机隐身的目的。
隔热保温材料
由于多孔陶瓷具有巨大的气孔率和低的基体热传导系数,其最传统的应用是作为隔热材料。传统的窑
炉、高温电炉其内衬多为多孔陶瓷。为增加其隔热性能还可将内部气体抽真空。目前世界上最好的隔热材料正是这种多孔陶瓷材料。高级的多孔陶瓷隔热材料还可用于航天飞机的外壳隔热。除此以外,由于其多孔性还可以作为换热材料用,且换热充分。
多孔介质燃烧器
多孔介质燃烧器有功率大、范围可调、高功率密度、极低的C0和N0x排放量、安全稳定燃烧等优点。而且很重要的一点是,多孔介质燃烧器的结构紧凑,尺寸大大减小,制造成本低,系统效率较高,消除了额外能耗。
生物工程材料
在传统生物陶瓷基础上研究开发的多孔生物陶瓷,由于生物相容性好,理化性能稳定,无毒副作用的特点而被用于制作生物材料。当用于修补骨缺损部位时,新生物将逐渐进入多孔陶瓷珊瑚状孔隙内,慢慢将多孔陶瓷吸收,最终,这种多孔陶瓷将由新生骨制质取代。与传统生物陶瓷相比,生物体内不会残留任何异物,因而不易感染。国外利用多孔生物陶瓷修复头盖骨、大腿骨、脊椎骨、人造齿根等临床实验均已获成功。
散气(布气)材料
多孔陶瓷还可用于气-液、气-粉两相混合,即通常所说的布气、散气。通过多孔陶瓷的散气作用,使两相接触面积增大而加速反应。目前活性污泥法处理城市污水中使用的多孔陶瓷布气装置就比较成功,不仅布气效果好,而且使用寿命长。利用多孔陶瓷材料将气体吹入粉料中,使粉料处于疏松和流化状态,有利于混匀、传热和均匀受热,能加速反应,防止团聚,便于粉料的输送、加热、干燥和冷却等,特别在水泥、石灰、和氧化铝粉等粉料生产及输送中有着良好的应用前景。
新能源材料
1) 多孔陶瓷因其与液体和气体的接触面积大,使电解池的槽电压比使用一般材料低得多,而成为优良的电解隔膜材料,可大大降低电解槽电压,提高电解效率,节约电能和昂贵的电极材料。目前陶瓷隔膜材料已用在化学电池、燃料电池、光化学电池中,特别是固体氧化物电池。
2)利用多孔陶瓷制备多孔电极。以多孔气体扩散电极为例,它的比表面积不但比平板电极提高3~5个数量级,而且液相传质层的厚度也从平板电极的10cm压缩到1O~10cm,从而大大提高电极的极限电流密度,减少浓差极化。
敏感元件
陶瓷传感器的敏感元件工作原理是当微孔陶瓷元件置于气体或液体介质中时,介质的某些成分被多孔体吸附或与之反应,使微孔陶瓷的电位或电流发生变化,从而检验出气体或液体的成分。比较常用的有温度传感器、湿度传感器、气体传感器以及多功能传感器。
微孔膜
陶瓷分离膜因耐高温、耐酸碱、抗生物侵蚀、不老化、寿命长等优点,被开发应用于食品工业、生物化工、能源工程、环境工程、电子技术等领域。随着材料科学技术的发展,纳米级多孔无机膜的制备和应用成为人们目前研究的热点。微孔无机膜还应用于光学、电子学、磁学等领域。
存在的问题:
材料的脆性;缺乏完整材料的大规模生产系统;缺乏对材料的孔径大小、形状分布等的精确控制方法;缺乏连续生产工艺;缺乏将孔结构与力学性能相联系的有效模型;材料间连接技术的不足;多孔泡沫制备中溶剂提取法的简化;合成催化剂的活性和尺寸选择性;完整的膜净化方法;生产成本高。