材料介紹Material

多孔陶瓷:革命性材料

 

多孔陶瓷,又被稱為氣孔功能陶瓷、微孔陶瓷或多孔質陶瓷,是一種創新的陶瓷材料。以氧化鋁(AI2O3)和碳化矽(SiC)等高品質原料為主料,經過特殊的成型和高溫燒結工藝製造而成。多孔陶瓷以其可控的孔隙率,及出色的性能,包括耐高溫、耐高壓、耐酸鹼、耐腐蝕、生物惰性,使其成為各種應用領域的理想材料。

特點與優勢

多孔陶瓷融合了陶瓷和多孔材料的優點,其特點包括:

1. 可控的孔隙率
多孔陶瓷具有高度可控的開孔結構,擁有中空的開口氣孔和閉口氣孔。開口氣孔具有過濾、吸收、吸附、消除回聲等作用,而閉口氣孔則有利於阻隔熱量、聲音以及液體與固體微粒傳遞。

2. 高強度與耐高壓
多孔陶瓷材料經過高溫煅燒製程,原料顆粒邊界部分融化而粘結,形成高強度的陶瓷,具有卓越的機械強度,適用於高壓和高溫環境。

3. 耐酸鹼、耐腐蝕
多孔陶瓷耐酸、鹼腐蝕,並且適用於各種有機介質,不會二次污染,是一種綠色環保的功能材料。

4. 過濾精度與再生性佳
用作過濾材料的多孔陶瓷材料具有較窄的孔徑分布範圍和較高的氣孔率與表面積比,被過濾物與陶瓷材料充分接觸,其中的懸浮物、膠體物及微生物等污染物質被阻截在過濾介質表面或內部,過濾效果良好。多孔陶瓷過濾材料經過一段時間的使用後,用氣體或者液體進行反沖洗,即可恢復原有的過濾能力。

多孔陶瓷的廣泛應用

多孔陶瓷以其多樣化的特性,在眾多應用領域中得到廣泛應用:

1. 吸附材料:多孔陶瓷其可控的多孔隙,可以穩定及均勻的吸附工件,常見應用於真空吸盤中。
2. 微孔膜: 陶瓷分離膜用於食品工業、生物化工、能源工程、環境工程、電子技術等領域,並在光學、電子學、磁學等領域中得到套用。
3. 敏感元件: 陶瓷感測器利用多孔陶瓷的變化來檢測氣體、液體成分,廣泛用於溫度、濕度、氣體等感測。
4. 載體: 多孔陶瓷作為載體,可以應用於催化劑載體、藥劑載體、氣體儲存等領域,提高反應效率和效能。
5. 過濾和分離: 在廢水處理、腐蝕性流體過濾、熔融金屬過濾、高溫氣體過濾等領域,多孔陶瓷材料都扮演著重要角色,有效地分離和過濾不同介質。
6. 吸音材料: 多孔陶瓷具有連通開氣孔,當聲波傳入時,在很小的氣孔內受力振盪。振動受到的摩擦和阻礙,使聲波傳播受到抑制,從而起到吸音的作用。
7. 隱身材料: 多孔陶瓷吸波塗料比鐵氧體、複合金屬粉末等吸波塗料的密度低、吸波性能更好,還能減弱紅外輻射信號。著名的 F-117 夜鷹的尾噴管就使用了多孔陶瓷材料達到隱身的目的。
8. 隔熱保溫材料: 由於多孔陶瓷的低熱傳導係數,被廣泛應用於窯爐、高溫電爐、太空梭等隔熱保溫材料中。
9. 生物工程材料: 多孔陶瓷也用於生物材料,例如醫藥工業中的疫苗、酶、病毒、核酸、蛋白質等生理活性物質的濃縮、分離、精製等。

 
多孔陶瓷其卓越性能和多樣性使其在各個應用領域中發揮著關鍵作用。從過濾和分離到吸音、隱身、隔熱,再到新能源,多孔陶瓷持續為生活和科技進步帶來更多可能性。