多孔陶瓷材料的应用浅析

2021-07-21 11:09:07 sunadmin 1

多孔陶瓷是一种含有一定量空隙的无机非金属粉末烧结体,与其他无机非金属(致密陶瓷)的根本区别在于其是否含有空隙(气孔)及含有多少体积百分比的空隙(气孔)。根据成孔方法和空隙,多孔陶瓷可分为:泡沫陶瓷、蜂窝陶瓷、粒状陶瓷,其对应气孔率见下表。

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由于一定量气孔的存在使得多孔陶瓷的结构、性质、功能发生了显著的改变。多孔陶瓷与致密陶瓷相比具有如下5个特点:

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因为这些特性,使得多孔陶瓷在许多领域有着广泛的应用,下面将对其重要的八大应用做简单的介绍。

     1. 应用于过滤与分离装置

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多孔陶瓷的板状或管状制品组成的过滤装置具有过滤面积大、过滤效率高的特点。被广泛应用于水的净化处理、油类的分离过滤以及有机溶液、酸碱溶液、其它粘性液体和压缩空气、焦炉煤气、蒸气、甲烷、乙炔等气体的分离。由于多孔陶瓷具有耐高温、耐磨损、耐化学腐蚀、机械强度高等优点,在腐蚀性流体、高温流体、熔融金属等应用领域,正日益显示其特有的优势。

      2. 应用于吸音降噪装置

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多孔陶瓷作为吸音材料主要是利用其扩散功能,即通过多孔结构对声波引起的空气压力进行分散,达到吸音的目的。多孔陶瓷作为吸音材料要求小的孔径(20~150μm),高的气孔率(60%以上)及较高的机械强度。多孔陶瓷现在已应用于高层建筑、隧道、地铁等对防火要求极高的场所及电视发射中心、影院等有较高隔音要求的场所。

     3. 应用于工业催化剂载体

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由于多孔陶瓷具有良好的吸附能力和活性,被覆盖催化剂后,反应流体通过多孔陶瓷孔道后,将大大提高转换效率和反应速率。目前多孔陶瓷作为催化剂载体的研究重点是无机分离催化膜,它结合了多孔陶瓷材料的分离和催化特性,因而具有广泛的应用前景。

      4. 应用于敏感电子元件

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陶瓷传感器的湿敏和气敏元件的工作原理是,将微孔陶瓷置于气体或液体介质中时,介质中的某些成分被多孔体吸附或与之反应,这时微孔陶瓷的电位或电流会发生变化,从而测知气体或液体的成分。陶瓷传感器具有耐高温、耐腐蚀,且制造工艺简单,测试灵敏、准确等特点,可适于许多特殊场合。

      5. 应用于隔膜材料

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多孔陶瓷与液体和气体接触面积大,槽电压比一般材料低得多,故将其用于电解隔膜材料,可大大降低电解槽电压,提高电解效率,节约电能和电极材料。多孔陶瓷隔膜在化学电池、燃料电池和光化学电池中都有应用。

      6. 应用于工业生产的布气装置

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通过多孔陶瓷材料将气体吹入固体粉料中,可使粉料处于疏松和流化状态,达到传热迅速、受热均匀的目的,加速反应速率,防止粉料团聚,适于粉料的输送、加热、干燥和冷却,特别适于水泥、石灰和氧化铝等粉料生产厂家的生产及粉料输送。

      7. 应用于隔热材料

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多孔陶瓷由于气孔率高、密度小、热传导系数低,具有巨大的热阻及较小的体积热容,使其成为传统的保温隔热材料。高级的多孔陶瓷隔热材料可用于航天飞机外壳隔热、导弹头等。

8. 应用于生物医疗材料

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在传统生物陶瓷基础上研发的多孔生物陶瓷,由于生物相容性好,理化性能稳定,无毒副作用,而被用于生物医疗领域。用多孔陶瓷制作的牙齿及其它植入体均已用于临床。

8. 应用于电子烟发热装置

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低熔点玻璃粉应用于多孔陶瓷材料

多孔陶瓷一般是由骨料、粘结剂和造孔剂等组分经过高温烧成,而由安米微纳研制的低熔点玻璃粉,能在多孔陶瓷中起高温粘结剂的作用,在高温下熔融将骨架料粘结在一起,由于造孔剂在高温下挥发或者燃烧形成孔洞。传统的多孔陶瓷以氧化铝等高温材料作为骨料,烧结温度高达1350-1700℃,能耗高,生产成本高,并且在生产过程中产品容易变形开裂。采用低熔点玻璃粉作为粘接剂,烧结温度可以降到600-700℃,生产能耗和成本将大大降低。


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