泡沫陶瓷的应用与前景
简述泡沫陶瓷材料的工作原理及优点。
简述泡沫陶瓷材料的工作原理及优点。
泡沫陶瓷材料是一种轻质、高强度、高温稳定性和优异的隔热材料。
它的工作原理是利用泡沫陶瓷材料的孔隙结构来减少热传导,从而实现隔热的效果。
泡沫陶瓷材料的孔隙率通常在70%以上,这意味着它可以减少热传导的路径,从而减少热量的流失。
泡沫陶瓷材料的优点包括:
1. 轻质:泡沫陶瓷材料的密度通常在0.3-0.8g/cm³之间,比传统的陶瓷材料轻很多。
2. 高强度:泡沫陶瓷材料的孔隙结构可以增加其强度,使其具有较高的抗压强度和抗弯强度。
3. 高温稳定性:泡沫陶瓷材料可以在高温下保持其结构和性能,因此可以用于高温环境下的隔热。
4. 隔热性能好:泡沫陶瓷材料的孔隙结构可以减少热传导,从而实现隔热的效果。
5. 耐腐蚀性好:泡沫陶瓷材料具有良好的耐腐蚀性能,可以在酸碱等腐蚀性环境下使用。
总之,泡沫陶瓷材料具有轻质、高强度、高温稳定性和优异的隔热性能等优点,因此在航空航天、汽车、建筑等领域得到了广泛的应用。
泡沫陶瓷过滤片的用途
泡沫陶瓷过滤片的用途
1.汽车尾气净化
汽车尾气中的颗粒物质对环境和人体健康造成了很大的影响。
泡沫陶瓷过滤片可以作为一种有效的尾气净化材料,通过其细小的孔隙过滤颗粒物,减少有害气体的排放,提高汽车尾气的净化效果。
2.工业废气处理
许多工业过程会产生大量的废气,其中包括颗粒物质和有害气体。
泡沫陶瓷过滤片可以用于工业废气处理装置中,通过过滤和吸附的方式,有效去除废气中的颗粒物和有害气体,减少对环境的污染。
3.矿井通风净化
在矿井开采过程中,会产生大量的尘埃和有害气体。
泡沫陶瓷过滤片可以应用于矿井通风系统中,通过过滤和吸附作用,净化通风气流中的颗粒物和有害气体,提高矿井内部的空气质量,保障工人的健康和安全。
4.水处理
水处理是保障人类饮水安全的重要环节,其中固液分离是一个关键步骤。
泡沫陶瓷过滤片可以用于水处理装置的滤芯中,通过其细小的孔隙,有效过滤水中的悬浮物和杂质,提高水的净化效果。
5.空气净化
泡沫陶瓷过滤片也可以用于空气净化领域中。
在一些对空气质量要求较高的场所,如医院、实验室、电子厂等,可以使用泡沫陶瓷过滤片作为空气净化设备的滤芯,通过过滤和吸附的方式有效去除空气中的颗粒物和有害气体,提高室内空气的质量。
总结而言,泡沫陶瓷过滤片具有广泛的应用前景。
它可以用于汽车尾气净化、工业废气处理、矿井通风净化、水处理和空气净化等领域。
通过其优异的过滤和吸附性能,能够有效去除颗粒物和有害物质,保护环境和人类健康。
同时,泡沫陶瓷过滤片的制备工艺也在不断发展,使其性能得到了很大的提高,进一步拓展了其应用范围。
泡沫陶瓷发展现状及未来趋势分析
泡沫陶瓷发展现状及未来趋势分析1.引言泡沫陶瓷是一种具有轻质、高强度、隔热、隔音和耐火等优良性能的多孔陶瓷材料。
它广泛应用于建筑、航天航空、化工、汽车、电子和环保等领域。
本文将介绍泡沫陶瓷的发展现状,并分析其未来的发展趋势。
2.泡沫陶瓷的发展现状2.1 市场规模的扩大近年来,泡沫陶瓷市场规模呈现稳步增长的趋势。
随着建筑和汽车产业的快速发展,对于轻质、高强度材料的需求不断增加,泡沫陶瓷得到了广泛应用。
同时,环保意识的提高也促使人们选择泡沫陶瓷作为可循环利用和可降解的材料。
2.2 技术进步泡沫陶瓷技术正在不断发展进步。
传统的制备方法主要包括模板法和化学法,但这些方法工艺复杂且成本较高。
近年来,采用发泡剂法制备泡沫陶瓷逐渐成为主流。
此外,新材料和新工艺的引入使得泡沫陶瓷的性能得到进一步提高,如高温稳定性、隔音性能和抗震性能等。
2.3 应用领域的拓展泡沫陶瓷的应用领域越来越广泛。
在建筑领域,泡沫陶瓷被用于隔热保温材料和防火材料,能够有效提高建筑的能效和安全性。
在汽车领域,泡沫陶瓷可以替代传统金属材料,减轻车身重量,提高燃油效率和车辆性能。
此外,泡沫陶瓷还被应用于航空航天、化工、电子和环保等领域。
3.泡沫陶瓷的未来趋势3.1 新材料的研发与传统陶瓷相比,泡沫陶瓷的强度和稳定性还有一定的提升空间。
未来,研发更多具有高性能的泡沫陶瓷材料将成为发展的方向。
例如,通过引入纳米材料或增强材料,可以进一步提高泡沫陶瓷的力学性能和耐磨性能,拓展其应用领域。
3.2 新工艺的探索对于泡沫陶瓷的制备工艺,研究新的、更简单高效的方法是未来的趋势。
例如,采用3D打印技术可以实现泡沫陶瓷的定制化制备,提高生产效率。
此外,研究复合工艺,如烧结和涂层技术,可以增强泡沫陶瓷的表面硬度和耐用性。
3.3 环保及可持续发展在环保和可持续发展的时代背景下,泡沫陶瓷作为可循环利用和可降解的材料具有广阔的发展前景。
近年来,一些研究机构和企业已开始研究利用废旧泡沫陶瓷进行资源回收和再利用。
泡沫陶瓷
泡沫陶瓷
医用材料领域及生 物化学领域 化学催化剂载体
过滤材料
用作高效过滤材料的多孔陶瓷一般须满足如下要求: 开口气孔率高、化学稳定性好、 抗热震性能好; 用于环 保( 如水处理等)或食品领域( 如酿酒等) 时还要求具有 无毒、 抗菌等特性。
催化剂载体
在多孔陶瓷基体气孔壁上涂覆催化剂之后, 可 以用作高效催化材料。催化剂载体要求具有比 表面积大、吸附 活性高、稳定性良好、抗热 震性高和寿命长等特点。
泡沫陶瓷
泡沫陶瓷
什么是泡沫陶瓷
泡沫陶瓷有什么特性 泡沫陶瓷的制备工艺 有机泡沫浸渍法 泡沫陶瓷的应用
什么是泡沫陶瓷?
泡沫陶瓷是继普通多孔陶 瓷、蜂窝状多孔陶瓷之后,
最近发展起来的第三代多孔
陶瓷。泡沫陶瓷是一种低容 重(0.25g/cm3~0.65g/cm3)、 高孔隙率(60%~90%)、具有 三维空间网架结构的高气孔
谢 谢 大 家!
环保节能材料
多孔陶瓷材料内部存在的大量细微气孔结构和较低的 体积密度能同时降低对流和传导两种传热方式的传热效 率,具有低热导率和较高热稳定性的特点, 是一种性能优 良的隔热保温材料, 在满足特定功能的同时还能 减少对环境、 资源的消耗。
生物功能材料
作为生物材料应用的多孔陶瓷需要满足理化性能稳 定、生物相容性好、无毒副作用等要求。多孔羟基磷 灰石能够满足以上要求, 同时具有较高强度, 是目前制 备人造骨骼的一种理想材料。
有机泡沫浸渍法
优缺点 该方法通过控制料浆的性能,优化无机粘 结剂体系,严格控制浆料浸渍工艺过程, 可制备出高性能的泡沫陶瓷制品,是目前 泡沫陶瓷最理想的制备方法。用这种成型 方法制备的泡沫陶瓷已在多个领域获得大 量应用。
泡沫陶瓷的应用
发泡陶瓷行业的挑战与未来
发泡陶瓷行业的挑战与未来
发泡陶瓷是一种新型的材料,具有轻质、耐高温、隔热、隔音等优点,被广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
随着科技的进步和应用领域的不断拓展,发泡陶瓷行业也面临着一系列的挑战和机遇。
本文将探讨发泡陶瓷行业在面临的挑战,并展望其未来发展的方向。
一、挑战
1. 技术创新的挑战
发泡陶瓷是一种相对新兴的材料,在生产工艺和应用领域的技术创新方面仍然存在诸多挑战。
在陶瓷泡沫的制备工艺、材料的优化、成型工艺等方面,需要不断进行技术创新和改进,以满足不同领域对发泡陶瓷材料的需求。
2. 市场需求的挑战
随着人们对轻质、高强度、耐高温、隔热、隔音等性能要求的提高,发泡陶瓷材料的市场需求也在不断增加。
由于发泡陶瓷的生产成本相对较高,导致其在一些领域的应用受到限制,市场需求并没有得到充分释放。
如何降低生产成本,提高市场竞争力是目前行业面临的主要挑战之一。
二、未来发展方向
2. 多元化应用
发泡陶瓷具有轻质、隔热、隔音等优点,可以广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
未来可以通过不断的研发,拓展发泡陶瓷的应用领域,满足不同领域的需求,实现多元化应用。
3. 绿色制备
绿色制备是未来发泡陶瓷行业的发展方向之一。
通过技术创新和工艺优化,实现低能耗、低污染的发泡陶瓷绿色制备,符合环保标准,满足社会的环保需求。
5. 提高品牌知名度
提高品牌知名度是发泡陶瓷行业未来发展的重要方向之一。
建立自己的品牌形象,增强市场竞争力,树立优质产品的形象,是未来发展的重点之一。
各类泡沫陶瓷的用途
各类泡沫陶瓷的用途Foam ceramics are versatile materials that have a wide range of applications in various industries. These lightweight and durable materials are commonly used in thermal insulation, sound absorption, filtration, and structural applications. For example, in the construction industry, foam ceramics are used as insulating materials to improve energy efficiency and reduce heating and cooling costs. They can also be used as lightweight structural components in building facades, walls, and roofs to enhance strength and durability.在建造业中,泡沫陶瓷被用作绝缘材料,以提高能效并降低采暖和冷却成本。
它们也可以被用作建筑外墙、墙壁和屋顶的轻质结构组件,以增强强度和耐用性。
In the automotive industry, foam ceramics are used for heat insulation and noise reduction in vehicles. They can be found in engine compartments, exhaust systems, and interior linings to enhance overall comfort and reduce noise levels. Additionally, foam ceramics are also used in the aerospace industry for thermal protection and soundproofing in aircraft. They are incorporated into panels, ducts, and compartments to ensure safety and comfortduring flight.此外,泡沫陶瓷还被用于航空航天业,用于飞机的热保护和隔音。
泡沫陶瓷的制备和应用
泡沫陶瓷的制备和应用【摘要】泡沫陶瓷孔隙率高、抗热震性能良好、耐腐蚀性强、稳定性好,已在多个领域得到应用。
对制备工艺进行了分析,并介绍了泡沫陶瓷的研究进展和应用前景。
【关键词】泡沫陶瓷;制备;性质;应用泡沫陶瓷为新型的保温隔热绿色环保材料,内部含有大量气孔、呈三维空间网架结构。
其孔隙率高、稳定性好,还具有耐腐蚀、抗热震等传统有机保温材料所没有的特性。
1、泡沫陶瓷概述美国在1978年于熔融金属的过程中,用Al2O3和高岭土等制出泡沫陶瓷,使金属铸件的质量提升、制品的废品率下降。
德、日、英等国家之后开展了相关工作,将泡沫陶瓷应用在杂质的过滤和催化剂载体等方面。
我国在20世纪80年代时探索了泡沫陶瓷的研究,其在尾气净化和金属熔融领域达到了高实用的水平。
目前,泡沫陶瓷的组成材质多种多样,骨料和材质也不尽相同,使用温度及主要性能还需研究。
2、泡沫陶瓷的制备方法(1)添加造孔剂工艺添加造孔剂工艺要求造孔剂在基体陶瓷烧结后离开基体,形成大量气孔,制成的泡沫陶瓷孔隙大小和形状主要由造孔剂颗粒决定。
常用的造孔剂有无机和有机两类,无机造孔剂如CaCO3、碳酸铵等在高温下可分解形成气孔,而硫酸钠、氯化钠等在高温下不分解,也不与基体产生反应,可在烧结完成后用水、酸或碱溶液浸出气孔,从而制得泡沫陶瓷。
有机造孔剂如锯末、淀粉、聚氯乙烯等天然纤维和高分子聚合物等,可在制品烧结前分解或挥发,产生大量气孔。
该工艺制成的泡沫陶瓷形状各异、气孔特征不一,但孔隙率不高。
(2)有机泡沫浸渍工艺有机泡沫浸渍工艺由Schwartzwalder和Somers在20世纪60年代发明,可制出孔隙率大于70%的泡沫陶瓷。
该工艺须先准备好有机泡沫网状体,之后将陶瓷浆料涂在其上,干燥烧结后除去泡沫体,从而获得泡沫陶瓷。
制品强度和孔隙率均较高,但形状和密度不甚理想。
有机泡沫体须有一定的亲水性和回弹性,使陶瓷浆料吸附并在多余浆料挤出后回复原态,决定了制品的孔隙特征。
泡沫陶瓷及应用
2018年第12期墙材网2018.12泡沫陶瓷是具有高比面积、高气孔率、低密度、低热传导系数,对液体和气体介质有选择透过性,并具有能量吸收和阻尼特性等优异性能的新型材料,且孔道呈互相连接的迷宫式三维网状结构的多孔体,在熔融金属、气体液体过滤、净化分离、化工催化载体、吸声减震、高级保温材料、生物材料、特种墙体材料和传感器材料等方面作用显著,广泛应用于环保、能源、化工、生物等领域。
1泡沫陶瓷概述泡沫陶瓷材料的发展始于20世纪70年代,是一种具有高温特性的多孔材料。
其孔径从纳米级到微米级不等,气孔率在20%~95%之间,使用温度为常温~1600℃。
1.1按孔隙之间关系,泡沫陶瓷可分为:闭口气孔和开口气孔闭口气孔:指陶瓷材料内部微孔允布在连续的陶瓷基体中,孔与孔之间相互隔离。
开口气孔:包括材料内部孔与孔之间相互连通和一边开口、另一边闭口形成不连通气孔两种。
1.2泡沫陶瓷按材质可分为以下几种硅藻土质材料:主要以精选硅藻土为原料,加黏土烧结而成,用于精滤水和酸性介质中。
铝硅酸盐材料:以耐火黏土熟料、烧矾土、硅线石和合成莫来石质颗粒为骨料。
具有耐酸性和耐弱碱性,使用温度达1000℃。
高硅质硅酸盐材料: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生产,具有耐水性和耐酸性,使用温度达700℃。
陶质材料:组成接近高硅质硅酸盐材料,是一种主要以多种黏土熟料颗粒与黏土等混合而得到的微孔陶瓷材料。
刚玉和金刚砂材料:以不同型号的电熔刚玉和碳化硅颗粒为骨料,具有耐强酸、耐高温特性,耐高温可达1600℃。
氧化锆材料:基本材质是氧化锆ZrO 2,具有高的强度和高温冲击力,耐热温度高于1700℃。
2泡沫陶瓷制备工艺泡沫陶瓷制备工艺主要有有机(聚合物)泡沫浸演工艺、发泡工艺、添加造孔剂工艺、溶胶-凝胶工艺、凝胶注模工艺。
2.1有机(聚合物)泡沫浸演工艺有机泡沫浸演工艺是用有机泡沫浸渍陶瓷料浆,干燥后烧掉有机泡沫,获得泡沫陶瓷的一种方法。
泡沫陶瓷的制备
泡沫陶瓷的制备1、文献综述1.1泡沫陶瓷的研究现状中国在20世纪80年代初开展泡沫陶瓷研究工作,近20年来,先后有十几家科研机构和厂家报道了泡沫陶瓷制品的研究,并取得了一定的成绩。
1985年,哈尔滨工业大学成功研制出用于铸铁、不锈钢过滤的泡沫陶瓷过滤器,填补了我过的空白。
山东工业陶瓷研究设计院是国内研究、开发泡沫陶瓷较早的单位,目前开发的产品品种、质量以及生产能力居国内前列,并制定了《泡沫陶瓷过滤板》建材行业标准。
泡沫陶瓷是一种孔隙率高达70~90%,具有三维立体网络骨架结构和贯通气孔新型非金属多孔材料。
碳化硅陶瓷具有优良的综合性能和广泛的应用前景,是制备泡沫陶瓷的首选材料之一。
碳化硅材料是共价键极强的化合物,具有良好的高温性能、蠕变性能、耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性、抗热震性,与氧化物陶瓷相比,它有好的热导率和抗热震性。
采用碳化硅制备泡沫陶瓷,可使SiC泡沫陶瓷具有优良的耐高温、耐磨损和抗腐蚀等性能,可应用于航空、电子、医用材料及生物化学等领域。
目前我国用于有色金属熔体即铝铜合金熔体过滤的泡沫陶瓷过滤板,其产品质量可与国外媲美,但是目前还未形成生产规模,尚处于开发阶段。
为了得到性能优异的泡沫陶瓷,制备工艺在不断的改进,最为可行的是有机泡沫浸渍法。
上海硅酸盐研究所用有机泡沫浸渍法来制备SiC泡沫陶瓷,收到了良好的效果。
到了20世纪70年代,一些发达国家在此种材料上的开发和使用上得到了长足的发展。
1963年发明了制造高气孔率多孔陶瓷的有机浸渍法,使多孔陶瓷的制备又迈上了一个新的起点。
从此,欧美国家就积极开展该工艺的研究,并研制出可过滤大多数有色金属和合金铸件的多种材质的泡沫陶瓷过滤器,这些国家已有先进的成型、烧成设备和完善的生产工艺制度,可实现大规模连续化生产。
2、实验2.1实验原料与设备2.1.1化学仪器烧杯、玻璃棒、量筒、电子天平、干燥箱、高温电炉、研钵、水浴坩埚2.1.2试验药品及材料前驱体(如聚氨基甲酸乙酯)、工业氧化铝、高岭土、滑石粉、氢氧化钠以及制备浆料所需材料等。
泡沫陶瓷的制备方法及研究进展
泡沫陶瓷的制备方法及研究进展泡沫陶瓷是一种具有多孔结构的材料,其具有轻质、高强度、隔热、隔声、防火等优点,因此在航空航天、能源、环境、建筑等领域有广泛的应用。
本文将介绍泡沫陶瓷的制备方法及研究进展。
泡沫陶瓷的制备方法主要包括发泡方法和结构养护两个步骤。
发泡方法一般有两种,即物理方法和化学方法。
物理方法主要是通过机械或物理力对粉末状陶瓷材料进行挤压、拉伸或剪切,使其产生气候,形成泡沫状结构。
化学方法则是通过添加发泡剂或改变化学反应条件,使材料中的其中一种物质产生气体,使体系充入气体,形成泡沫。
结构养护是将发泡得到的材料进行控制的加热过程,使其形成稳定的多孔结构。
目前,泡沫陶瓷的研究进展主要集中在以下几个方面:1.材料的选择和改性:泡沫陶瓷的制备材料多样,常见的有氧化铝、碳化硅、氮化硅等。
随着技术的发展,还出现了更多具有特殊功能的泡沫陶瓷材料,如磁性泡沫陶瓷、多孔金属泡沫陶瓷等。
此外,通过添加适量的陶瓷添加剂或改性剂,可以改善泡沫陶瓷的性能。
2.结构优化:泡沫陶瓷的性能与其孔结构有着密切的关系,因此对泡沫陶瓷的孔结构进行优化是当前的研究热点。
通过调节发泡过程中的参数,如发泡剂浓度、发泡剂种类、发泡温度等,可以控制泡沫陶瓷的孔隙度、孔径分布等。
3.工艺改进:为了提高泡沫陶瓷的制备效率和成品率,研究人员提出了许多新的制备工艺。
例如,被广泛应用于铝基泡沫陶瓷中的蜂窝状模板法,通过制作蜂窝状模板,在其上涂覆陶瓷浆料,然后进行充填和烧结,最终得到泡沫陶瓷。
4.功能化研究:为了满足不同领域对泡沫陶瓷的需求,研究人员还对泡沫陶瓷进行了功能化研究。
例如,将泡沫陶瓷与其他材料的复合,以提高其力学性能;通过沉积或浸渍等方法,将金属或金属氧化物负载在泡沫陶瓷表面,增加其催化活性。
综上所述,泡沫陶瓷作为一种具有广泛应用前景的材料,其制备方法和研究进展已经取得了许多成果。
未来的发展方向包括材料的选择与改性、结构优化、工艺改进以及功能化研究等方面。
发泡陶瓷 案例
发泡陶瓷案例发泡陶瓷是一种新型的陶瓷材料,具有轻质、高强度、耐高温、绝缘、隔热等特点,广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
下面将以发泡陶瓷为案例,从材料特性、制备工艺、应用领域等方面进行介绍。
一、发泡陶瓷的特性1. 轻质高强度:发泡陶瓷具有较低的密度,同时具备较高的机械强度,使其在航空航天、汽车、船舶等领域具有广阔的应用前景。
2. 耐高温性能:发泡陶瓷具有良好的耐高温性能,可在高温环境下保持稳定的物理和化学性质,适用于高温炉窑、热流体输送等领域。
3. 绝缘性能:发泡陶瓷具有优异的绝缘性能,可广泛应用于电子电器领域,如高压绝缘子、电子封装等。
4. 隔热性能:发泡陶瓷的孔隙结构使其具有良好的隔热性能,可用于制备隔热材料、隔热板等。
二、发泡陶瓷的制备工艺1. 泡沫模板制备:首先制备泡沫模板,常用的方法有聚氨酯发泡、膨胀剂法等。
2. 涂覆陶瓷浆料:将陶瓷浆料涂覆在泡沫模板表面,使其渗入泡沫孔隙中。
3. 烘干和烧结:将涂覆了陶瓷浆料的泡沫模板进行烘干和烧结,使陶瓷材料固化并形成孔隙结构。
4. 清除模板:通过化学或物理方法将泡沫模板去除,留下发泡陶瓷材料。
三、发泡陶瓷的应用领域1. 航空航天领域:发泡陶瓷广泛应用于航空航天领域,如航天器隔热材料、发动机隔热罩等。
2. 能源领域:发泡陶瓷可用于制备高温燃烧器、热交换器等,具有优异的耐高温性能和隔热性能。
3. 化工领域:发泡陶瓷可应用于化工设备的隔热、防腐等方面,提高设备的使用寿命和安全性。
4. 电子电器领域:发泡陶瓷可用于制备高压绝缘子、电子封装材料等,具有良好的绝缘性能和耐高温性能。
5. 汽车领域:发泡陶瓷可用于汽车排气净化器、催化转化器等,具有良好的耐高温和耐腐蚀性能。
6. 医疗领域:发泡陶瓷可用于制备人工骨骼、人工关节等医疗器械,具有良好的生物相容性和机械强度。
7. 建筑领域:发泡陶瓷可用于制备隔热板、隔音材料等,提高建筑物的能源利用效率和舒适性。
8. 环保领域:发泡陶瓷可用于制备过滤材料、吸附材料等,用于废气处理、水处理等环保领域。
发泡陶瓷建筑装饰构件
综述与评述Summary&Review 发泡陶瓷(Foamed Ceramics)———以矿山尾矿、工业固废料等无机矿物为主要原料,添加特殊的发泡剂,采用湿法或干法制料,经布料成型、窑炉高温(1150~1200℃)烧成,可用于建筑物非承重内外隔墙及外墙的轻质新型板材[1],是一种具有高孔隙率的闭孔的绿色循环陶瓷材料,且具有轻质高强、保温隔热、变形系数小、防水防火、抗老化的特点。
建筑装饰构件,一般是指建筑上附着的起装饰作用的部件,也叫建筑装饰细部。
发泡陶瓷装饰构件,则是以发泡陶瓷块体材料为原料,经数控机床雕刻、修饰、涂敷装饰面层等工艺在工厂化预制而成的装饰制品,主要作为装饰性细部的门窗套、线脚、支托、山花、斗拱、浮雕、立雕等部件使用[2]。
发泡陶瓷作为新型的老产品,诞生至今已几十年,历经保温材料、墙体材料、建筑装饰构件等诸多应用领域,步履艰难走到今天,在2022年迎来构件应用的爆发式增长。
为适应构件市场需要,多家发泡陶瓷生产厂商专门为下游构件加工厂生产2400mm×1200mm、3000mm×1800mm且不带榫槽的、孔径更小的“构件板”,而“墙板”一般是2400mm×600mm、3000mm×1600mm且带榫槽。
据佛山金绿能等生产企业反映,2022年其墙板和构件板出货量比值为4:6,预计2023年可能达到2:8。
发泡陶瓷构件这两年的主要市场,已转移到城市网红商铺装修、农村自建房新建和翻新、城市既有建筑翻新(别墅和厂改商)、城镇历史街区提升改造、美丽乡村建设等。
故而,房地产市场的萧条并未给发泡陶瓷厂商带来实质打击。
按建筑风格还可细分为古典欧式、古典中式、现代等。
古典欧式,包括欧式线条(檐线、腰线等)、罗马柱(陶立克、科林斯、艾奥尼克等柱式)、窗套、门套、檐托、山花、窗间花、浮雕或雕塑、欧式栏杆等等;古典中式,包括线形(回字纹、夔龙纹等)、柱式、斗拱、屋脊(正脊、角脊等)、博风板(及其上卷草纹)、山墙(镬耳墙、马头墙等)、墀头、椽子(檐椽、飞椽等)、镂空窗花、垂花、中式栏杆及栏板等等。
泡沫陶瓷材料
类别
国外发展概况
我国发展状况
应用
传统制备方法
新兴工艺
泡沫陶瓷的应用应用领域
热点行业
英文类别
国外发展概况
我的应用应用领域
多孔陶瓷——应用前景十分广阔的环境材料
文章来源:发布时间:2002-06-18【字号:小中大】
上海硅酸盐研究所研究生张锐
多孔陶瓷是十九世纪七十年代开始的以气孔为主相的一类陶瓷材料。和玻璃纤维,网状金属材料等相比,多孔陶瓷的性能稳定、耐冲蚀性好、使用寿命长。作为在分离,分散,吸收功能以及流体接触方面能发挥其优良性能的蜂窝状材料,可分为作用条件截然相反的两种类型。一是用于两种物相的分离;二是用于把一种物相分散到另一种物相之中,亦即使两相混合。
1)熔融金属过滤用泡沫陶瓷;
2)多孔介质燃烧器用泡沫陶瓷;
3)高温烟气处理用泡沫陶瓷;
4)中高温固体氧化物燃料电池电解质系。
制备泡沫陶瓷一般以有机泡沫为骨架,浸浆后干燥,然后高温烧成,在烧成过程中,有机物燃烧挥发,留下网络结构的陶瓷体。这种工艺始于1963年。在70年代初欧美国家就已积极开展该工艺的研究,并研制出可过滤大多数有色金属和合金铸件的多种材质的泡沫陶瓷过滤器。这些国家目前已有先进的成型、烧成设备和完善的生产工艺制度,可以实现大规模连续化生产。大部分的陶瓷材料均可被制造成泡沫陶瓷,但目前成功应用于高温作业的主要是氧化铝、氧化铝-氧化锆和碳化硅。下表给出了各种合金适用的网眼陶瓷过滤器材料。
2001年12月,贵州新材料矿业发展有限公司与清华大学、中国科学院上海硅酸盐研究所等单位联合承担了国家“十五”863计划《耐高温、高强、耐磨损、耐腐蚀陶瓷部件的关键制备技术》重大专项。贵州新材料矿业发展有限公司承担其中“碳化硅泡沫陶瓷熔融金属过滤器”的研究开发和产业化生产建设,在“十五”后期建成年产2000万片、产值1~1.5亿的碳化硅基泡沫陶瓷过滤片中试生产线。再用2~3年的时间建成年产上亿片,产值5~7亿。到那时,贵州新材料矿业发展有限公司将会成为生产规模与国外跨国公司相当的专业化企业。
泡沫陶瓷的制备工艺与研究进展
泡沫陶瓷的制备工艺与研究进展泡沫陶瓷是一种具有多孔结构和轻质高强特性的材料,广泛应用于过滤、吸附、隔热、吸能等领域。
本文将介绍泡沫陶瓷的制备工艺和研究进展。
泡沫陶瓷制备工艺主要包括发泡、成型、干燥和烧结四个步骤。
发泡是指通过在矿化剂中加入气泡剂,在高温下产生气泡,形成泡沫状结构。
常用的气泡剂包括铝粉、阳离子表面活性剂和有机聚合物等。
成型是将泡沫原料浆料浇注到模具中,并进行振实,让浆料中的气泡均匀分布。
干燥是将浆料中的水分蒸发,使泡沫固化。
烧结是将固化的泡沫状结构烧结成陶瓷,在高温下使各颗粒间发生结合,形成坚固的多孔结构。
在泡沫陶瓷的制备中,关键是控制泡沫的孔径大小和分布均匀性。
孔径大小主要受气泡剂和发泡温度的影响,通常在10-1000微米之间。
孔径的分布均匀性影响到泡沫陶瓷的孔隙率和力学性能。
目前研究中常用的方法包括动态发泡、静态发泡和模板法等。
其中,动态发泡是通过液态金属脱气和凝固过程中洗涤剂的作用,实现气泡的均匀分布。
静态发泡是在高温下通过气流的作用,将气泡均匀分布在矿化剂中,形成泡沫状结构。
模板法是在硬质模板孔道中浸渍浆料,并进行干燥和烧结,最后移除模板,形成泡沫状结构。
泡沫陶瓷的研究进展主要集中在材料的改性以及制备技术的改进上。
材料改性包括添加纳米材料、多孔增韧材料和金属材料等,以提高泡沫陶瓷的力学性能和热稳定性。
纳米材料可增强陶瓷的化学稳定性和力学强度,多孔增韧材料可增加材料的韧性和抗冲击性能,金属材料可提高泡沫陶瓷的导热性能。
制备技术的改进主要包括模板法、凝胶注模法和凝胶浸渍法等。
模板法能够精确控制泡沫陶瓷的孔径和孔隙率,凝胶注模法和凝胶浸渍法能够制备更复杂形状和大尺寸的泡沫陶瓷。
总之,泡沫陶瓷是一种具有多孔结构和轻质高强特性的材料,制备工艺和研究进展对其材料性能的提高和应用的拓展起着至关重要的作用。
随着材料改性和制备技术的不断发展,泡沫陶瓷在过滤、吸附、隔热和吸能等领域的应用前景将更加广阔。
泡沫陶瓷的生产开发与应用方案(一)
泡沫陶瓷的生产开发与应用方案一、实施背景随着科技的快速发展和产业结构的不断优化,陶瓷行业面临着巨大的挑战。
传统陶瓷制品由于其生产过程污染大、能耗高,且产品性能难以满足现代科技的需求,已经逐渐暴露出其局限性。
因此,开发新型、环保、高性能的泡沫陶瓷材料成为行业发展的迫切需求。
二、工作原理泡沫陶瓷是一种由陶瓷颗粒和气体泡沫组成的轻质、多孔的材料。
其工作原理是在制备过程中,通过控制陶瓷颗粒的尺寸和分布,以及气体的种类和压力,使陶瓷材料在发泡过程中形成具有均匀分布的微孔结构,从而获得优异的隔音、隔热、抗震等性能。
三、实施计划步骤1.原材料选择:选择具有优异性能的陶瓷原材料,如高岭土、石英砂、长石等。
2.制备母体浆料:将原材料加水制成母体浆料,控制浆料的粘度和颗粒分布。
3.添加发泡剂:选择合适的发泡剂,如二氧化碳、氮气等,控制发泡剂的种类和压力。
4.泡沫陶瓷制备:将母体浆料和发泡剂同时引入模具中,控制发泡过程,获得泡沫陶瓷材料。
5.后处理:对泡沫陶瓷材料进行烘干、烧结等后处理,以获得稳定的物理性能。
四、适用范围泡沫陶瓷材料具有广泛的应用领域,如建筑、汽车、航空航天、电子等。
在建筑领域,泡沫陶瓷可应用于隔音墙、隔热屋顶、抗震地基等;在汽车领域,可应用于发动机隔热、车身轻量化等;在航空航天领域,可应用于雷达罩、隔热材料等。
五、创新要点1.原材料创新:选用具有优异性能的陶瓷原材料,如高岭土、石英砂、长石等,使泡沫陶瓷具有更好的物理性能。
2.制备工艺创新:通过优化制备工艺,控制陶瓷颗粒的尺寸和分布,以及气体的种类和压力,获得具有均匀分布的微孔结构的泡沫陶瓷。
3.应用领域创新:将泡沫陶瓷应用于建筑、汽车、航空航天等领域,拓展了其应用范围。
六、预期效果与达到收益1.提高生产效率:通过优化制备工艺,可大幅提高泡沫陶瓷的生产效率。
2.降低生产成本:选用廉价的原材料和简单的制备工艺,可降低泡沫陶瓷的生产成本。
3.增加产品附加值:通过在建筑、汽车等领域的应用,可增加泡沫陶瓷的附加值。
浅谈泡沫陶瓷的种类、性能及发展前景
浅谈泡沫陶瓷的种类、性能及发展前景作者:钟路生来源:《佛山陶瓷》2016年第02期摘要:近几年来,泡沫陶瓷作为一种新型建筑保温材料频繁出现在各类报刊、杂志和展会上,但实际上很多人还区分不出什么是泡沫陶瓷,更谈不上运用。
笔者对相关材料的概念和物理性能参数进行了对比,并对其现状和发展前景做了简单的分析,希望对从业者有所帮助。
关键词:泡沫陶瓷;保温板;现状;市场1 前言近几年来,泡沫陶瓷作为一种新型建筑保温材料频繁出现在各类报刊、杂志和展会上,这对科研人员来说并不陌生,但实际运用上却并不常见。
笔者调查发现,从普通老百姓到很多的专业建筑材料从业人员,还区分不出什么是泡沫陶瓷,更谈不上运用。
究其原因有四:一是新产品。
产量低、成本高,售价偏高,多用于高端写字楼、别墅,市场铺开面不够,影响范围不够宽;二是质量轻。
运输半径受限,推广力度有限;三是同质化。
外墙外保温泡沫陶瓷与外墙外保温泡沫玻璃外型、颜色、功能基本一样,只是后者的断面有玻璃光泽,以及使用原料不同而已,前者生产中不加入废旧玻璃;四是国家标准、行业标准还没有正式出台。
大量使用后施工单位和质监单位无法依法验收。
基于行业的这些现状,笔者从理论的角度对相关材料的概念和物理性能参数进行了对比,并对其现状和发展前景做了简单的分析,希望对广大从业者有所帮助。
2 泡沫陶瓷的种类什么是泡沫陶瓷?泡沫陶瓷是一种无机非金属材料,是以陶瓷原矿、页岩、陶瓷工业废渣、粉煤灰、煤矸石、大理石尾矿、炉渣等等无机材料作为主要原料,掺加一定比例的发泡剂、助溶剂等经混合、制粉、填料工艺,再经高温焙烧而成的高气孔率的陶瓷材料。
泡沫陶瓷采用的是低值低质的页岩、工业废渣,对环境的保护和降低能耗有更大的优势。
在同等导热系数值时,泡沫陶瓷的抗压强度和抗折强度要大于泡沫玻璃,使用更安全。
泡沫陶瓷一般可以分为两类[1],即开孔(网状)陶瓷材料以及闭孔陶瓷材料,这取决于各个孔穴是否具有固体壁面。
如果形成泡沫体的固体仅仅包含于孔棱中,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,因此也决定其使用场所不同。
pzt压电陶瓷泡沫
pzt压电陶瓷泡沫压电陶瓷泡沫是一种新兴的多功能材料,其具有压电和吸声性能,可广泛应用于声学、能量收集与转换、传感器等领域。
本文将从压电陶瓷泡沫的制备方法、性能及应用展开讨论。
一、制备方法:压电陶瓷泡沫的制备方法多种多样,下面介绍几种常见的方法:1. 模板法:将陶瓷颗粒与模板混合后进行成型和烧结得到泡沫状压电陶瓷。
2. 多组份发泡法:利用多种原料进行反应,产生气体从而形成泡沫状压电陶瓷。
3. 水煅法:将陶瓷粉末与添加剂混合,经过水煅处理后得到泡沫状压电陶瓷。
4. 泡沫法:将含有陶瓷粉末和发泡剂的溶胶涂布在基体上,经干燥后得到泡沫状压电陶瓷。
二、性能:压电陶瓷泡沫具有以下主要性能:1. 压电性能:压电陶瓷泡沫具有较高的压电响应和灵敏度,可以将机械能转化为电能。
2. 吸声性能:压电陶瓷泡沫中的气孔结构可以有效吸收声波,降低噪声。
3. 绝缘性能:压电陶瓷泡沫具有良好的绝缘性能,具有较高的绝缘阻抗。
4. 热稳定性:压电陶瓷泡沫具有较好的耐高温性能,可以在高温环境中使用。
三、应用:压电陶瓷泡沫在以下领域具有广泛的应用前景:1. 声学领域:压电陶瓷泡沫可用作声波传感器、声吸收材料等。
2. 能源收集与转换:压电陶瓷泡沫可应用于能量收集和转换领域,将机械能转化为电能。
3. 传感器:利用压电陶瓷泡沫的压电性能,可以制备压力传感器、加速度传感器等。
4. 智能结构:压电陶瓷泡沫可用于制备智能结构,如智能阻尼器、智能隔振器等。
综上所述,压电陶瓷泡沫是一种多功能材料,具有压电和吸声性能,能在声学、能量收集与转换、传感器等领域发挥重要作用。
通过不同的制备方法,可以得到具有不同性能的压电陶瓷泡沫,拓宽了其应用范围。
未来,随着对压电陶瓷泡沫性能的深入研究,其应用领域将会进一步拓展。
发泡陶瓷行业的挑战与未来
1前言发泡陶瓷,是利用矿山尾矿、工业固废等作为主要生产原料,添加特殊的发泡剂,经高温烧结形成大量均匀闭口气孔结构的硅酸盐陶瓷材料,作为一种新型墙体建筑材料,具有轻质高强、防火不燃、保温隔热、防水防潮、隔音降噪的特性,兼具施工快速整洁、可塑性强、可循环利用的特点。
近些年来,国家政府部门逐渐提高对房地产建筑材料的保温隔热性能要求,提倡绿色节能建筑、安全环保施工的理念,在这样的大背景下,发泡陶瓷越来越受到人们的重视,尤其是作为新型绿色环保的建筑材料,更加得到国家的支持。
但是,发泡陶瓷行业目前还处在艰苦的探索发展时期,面临着巨大的发展挑战。
归纳起来,主要是在产品、产品应用、投资前景这三大方面面临着挑战,困扰了发泡陶瓷行业的进一步发展,可以说,也决定了发泡陶瓷行业的生存与未来。
2面临的挑战马中平(江西中材新材料有限公司,江西337000)具有着诸如轻质高强、防火不燃、保温隔热、防潮防水等特性。
近些年来面临着三大挑战:1、发泡陶瓷的产品工艺、设备选型尚未完全成熟。
标准滞后,尚未有国家权威性生产标准、施工技术规程等应用标准。
固废处理来源不稳定,生产成本、价格与传统墙体材料相比偏高。
2、发泡陶瓷的耐火性能尚需改进,建筑市场的施工技术规范暂时还没有,通过建筑设计院、房地产开发商的推广尚存在质量安全的风险压力。
3、投资回报慢,生产规模小,大型房地产项目交货不能及时保证。
要解决以上问题、挑战,需要从以下三方面开始:1、不同的企业实力去做不同的产品系列,搞清企业的定位。
2、针对发泡陶瓷不同的优异性能,开发不同应用场景的产品系列。
大力推广、培养发泡陶瓷墙板的施工技术,建立行业、国家的标准。
3、通过陶机设备、工艺技术的不断进步,降低生产能耗,降低产品成本。
不同的产品系列选用合适的窑炉。
墙体材料;固废处理;能耗综述与评述Summary &Review1)发泡陶瓷的产品工艺、配方用料、生产工艺流程,由于产品开发方向的不同,在行业内还没有得到统一,仍然不够成熟。
pzt压电陶瓷泡沫
PZT压电陶瓷泡沫概述PZT压电陶瓷泡沫是一种新型的材料,具有压电效应和泡沫材料的特点。
本文将从材料特性、制备方法、应用领域等方面对PZT压电陶瓷泡沫进行全面、详细、完整且深入地探讨。
材料特性PZT压电陶瓷泡沫具有以下特性: 1. 压电效应:PZT材料具有压电效应,能够在受到外力作用时产生电荷,从而实现能量转换。
2. 轻质高强度:PZT泡沫材料由于具有泡沫结构,重量轻而强度高,适用于一些需要轻质材料的领域。
3. 隔热性能:PZT泡沫材料具有较好的隔热性能,可以在高温环境下应用。
4. 吸音性能:PZT泡沫材料具有较好的吸音性能,可以在噪音控制领域应用。
制备方法PZT压电陶瓷泡沫的制备方法主要包括以下几个步骤: 1. 原料准备:根据配方比例准备PZT陶瓷粉末、发泡剂、粘结剂等原料。
2. 混合:将PZT陶瓷粉末、发泡剂、粘结剂等原料按照一定比例混合均匀。
3. 发泡:将混合后的原料放入发泡装置中,在一定温度条件下进行发泡处理,使材料形成泡沫结构。
4. 成型:将发泡后的材料进行成型,可以采用压制、注射等方法进行。
5. 烧结:将成型后的材料进行烧结处理,使其形成致密的陶瓷结构。
6. 表面处理:对烧结后的材料进行表面处理,以提高其性能和使用寿命。
应用领域PZT压电陶瓷泡沫在以下领域具有广泛的应用: 1. 声波传感器:PZT泡沫材料具有较好的压电效应和吸音性能,可以用于制造声波传感器,应用于声学领域。
2. 压电发电装置:由于PZT泡沫材料具有压电效应,可以将其应用于压电发电装置,实现能量转换。
3. 隔热材料:PZT泡沫材料具有较好的隔热性能,可以用于制造隔热材料,应用于高温环境中。
4. 噪音控制:PZT泡沫材料具有吸音性能,可以用于制造吸音材料,应用于噪音控制领域。
结论PZT压电陶瓷泡沫是一种具有压电效应和泡沫材料特性的新型材料。
它具有轻质高强度、隔热性能和吸音性能等特点,适用于声学、能源、隔热和噪音控制等领域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
泡沫陶瓷材料概况隋鹤(青岛农业大学资源与环境学院 266109)【摘要】:泡沫陶瓷材料的发展始于20世纪70年代,是一种具有高温特性的多孔材料。
其孔径从纳米级到微米级不等,气孔率在20%~95%之间,使用温度为常温~1600℃。
泡沫陶瓷一般可以分为两类,即开孔(网状)陶瓷材料以及闭孔陶瓷材料,这取决于各个孔穴是否具有固体壁面。
如果形成泡沫体的固体仅仅包含于孔棱中,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。
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。
引言自1978年美国发明了利用氧化铝、高岭土等陶瓷料浆成功研制出泡沫陶瓷,用于铝合金铸造过滤之后,英、日、德、瑞士等国家竞相开展了研究,生产工艺日益先进,技术装备越来越向机械化、自动化发展,已研制出多种材质,适合于不同用途的泡沫陶瓷过滤器,如A12O3、ZrO2、SiC、氮化硅、硼化物等高温泡沫陶瓷,有的还加入了一定的矿物,如莫来石、堇青石、粉煤灰、煤矸石等,产品已系列化、标准化,形成了一个新兴产业, 其分类如表所示。
我国在20世纪80年代初开展泡沫陶瓷研究工作。
近20年来,先后有十几家科研机构和厂家报道了泡沫陶瓷制品的研究。
但是我国的泡沫陶瓷从整体技术水平上与国外相比还有一定的差距。
泡沫陶瓷是具有三维空间网架结构的高气孔率的多孔陶瓷体,其造型犹如钢化了的泡沫塑料或瓷化了的海泡沫陶瓷的分类材料类型骨料耐蚀性温度(℃)高硅质硅酸盐材料瓷渣耐水性,耐酸性 700 铝硅酸盐材料粘土熟料耐弱碱,耐酸性 1 000 刚玉金刚砂材料电熔刚玉耐水性,耐酸性 1 600 硅藻土质粘土耐水性,耐酸性低温绵体。
由于它具有气孔率高、比表面积大、抗热震、耐高温、耐化学腐蚀及良好的机械强度和过滤吸附性能,可广泛应用于热交换材料,布气材料,汽车尾气装置,净化冶金工业过滤熔融态金属,热能回收,轻工喷涂行业,工业污水处理,隔热隔音材料,用作化学催化剂载体,电解隔膜及分离分散元件等。
近年来,多孔陶瓷的应用领域又扩展到航空领域、电子领域、医用材料领域及生物化学领域等。
多孔陶瓷的广泛应用已引起了全球材料界的高度重视,因此,制备高强度、孔径均匀、性能稳定、高度有序的泡沫陶瓷体,拓宽和开发泡沫陶瓷在国内各行业中的应用,无疑是十分必要的。
一、泡沫陶瓷的功能特点1、过滤与分离作为过滤材料。
多孔陶瓷具备很多优点:化学稳定性好。
耐酸碱及有机溶剂;极好的耐急冷急热性能,一般工作温度可达1 000℃—1 lOO℃,特殊材料的多孔陶瓷.最高时工作温度可达1600℃;抗菌性能好。
不易被细菌降解,不易堵塞而且易生;无毒。
尤其适用于食品行业和药物的处理。
可广泛应用于各种液体过滤和气体过滤,在空气净化、工业用水、生活用水处理和污水净化等方面。
废气和废液中常常含有一些有毒有害的物质。
比如汽车尾气和发电厂烟气中的烟尘,半导体工业废水中的重金属元素等都是重要的环境污染源。
如果不加以处理。
则会造成酸雨、河流和土壤的污染等严重后果,影响人类的生存环境。
所以环境保护成为时代的主题。
各种废气、城市生活污水和工业废水都需要进行相应的过滤和分离才能排放到自然环境中。
让废气或废液通过泡沫的陶瓷体,其中的有害物质颗粒物就会被拦截或者吸附在泡沫结构中.而净化后的气体或液体就可以排放到自然界中了。
这方面的一个典型应用就是柴油机尾气过滤。
在城市中。
大量公交车都是采用柴油机发动的,但是柴油因为燃烧不完全,在尾气中存在数量巨大的微细碳粒.这也就是我们常常看到的公交车行驶中排放的“黑烟”。
这些颗粒物如果被人体吸入就会产生各种呼吸道疾病。
柴油车高温废气的除尘也是多孔陶瓷的一个应用典范。
在发达国家利用多孔陶瓷除尘是一种最新、最有效的高温烟气除尘技术。
我国有电厂几百座,工业锅炉几十万台。
每年排放的烟尘高达一亿t以上。
造成严重的环境污染问题。
如果采用泡沫陶瓷除尘将带来巨大的环保效益。
利用泡沫陶瓷具备高孔隙度且拥有相当大的热交换面积及具有良的热辐射特性不仅可以有效除去高温含尘气体。
还可节约能源。
此外,泡沫陶瓷还可做成光触媒载体.在泡沫陶瓷载体上涂覆纳米二氧化钛。
受紫外线激发,具有强烈的光催化氧化降解特性。
可催化降解有机物和微生物,从而净化空气等。
再如用泡沫陶瓷替代目前国内水处理行业使用的石英砂过滤材料后.可大幅提高水处理效率,减少环境污染,降低水处理成本。
例如,除臭用泡沫陶瓷催化器能使废水中有机溶剂、恶臭气体催化燃烧,达到除臭净化的目的;城市污水处理过程中,泡沫陶瓷材料也成为曝气处理所用材料。
泡沫陶瓷则扮演“环境净化使者”的角色。
2、隔热泡沫陶瓷的较高的气孔率和较低的基体导热系数。
使其具有热传导率低、抗热震性能优良等特性.所以这种材料具有很好的隔热保温效果。
利用这种优点可以将其用于各种防止热辐射的场合,以及用于保温节能方面。
因此从环保和节能两方面来说都是有利的。
例如,当冬天或者夏天我们在室内打开空调的时候就需要房屋具有良好的隔热能力,否则室内温度的调节就很难实现,如果房屋的隔热效果很差。
那就像开着门窗让空调工作一样,基本上不能达到调节温度的效果。
而且因为空调不停地工作而带来了电能的巨大消耗。
使用泡沫陶瓷制备的建筑材料就可以使房屋具有非常好的保温隔热效果.种先进的材料目前在国内部分新建的住宅小区和办公楼中已经得到应用。
除了日常生活中的应用.泡沫陶瓷在航空航天领域也有着重要的应用,比如航天器的热保护系统就广泛采用了泡沫陶瓷材料。
由泡沫陶瓷制作的典型耐热材料为耐热砖,其材质有ZrO:、SiC、镁盐及钙盐等,使用温度高达1 600度,是目前世界上最好的隔热材料,称之为“超级绝热材料贯通的网状小孔结构,当声波传播到泡沫陶瓷上时,引起孑L隙中的空气振动,并与陶瓷筋络发生磨擦,由于粘滞作用,声波转换为热能而消耗。
从而达到吸收噪音的效果。
现在已经得到应用的包括安装在汽车排气管中间的泡沫陶瓷,用来减少汽车排气管的噪音。
一些新型建筑材料也广泛采用泡沫陶瓷作为墙体材料,实践证明可以达到非常好的隔音效果。
目前有人正在研究把泡沫陶瓷作为一种降音隔声屏障用于地铁、隧道、影院等有较高噪音的地方,效果很好。
近年来,随着越来越多的高等级公路建成通车,交通噪声的污染日益突出,走在城市的街道上,可以听到来自于汽车排气管、飞机以及空调压缩机工作等造成的各种让人心烦的噪声。
而这一切其实都可以通过应用泡沫陶瓷得以缓解,甚至消除。
目前。
发达国家如美国、日本、德国和澳大利亚等采用新型材料~泡沫陶瓷修建的高架桥和高速公路的消声隔音屏障,取得非常好的降嗓效果。
声屏障设置的目的是隔声降噪,因此,在声屏障的设计中除了要求有一定的隔声量外,还需借助材料本身的吸声性能来减少噪声福射强度。
在选择吸声材料时首先要满足在任何气候和室外环境,都不会改变其原有的声学特性,其次还要求有较高的强度、经久耐用、耐污染、美观,易于施工和维护,防火防潮等特性。
泡沫陶瓷能够满足以上要求.特别适宜在高温、潮湿的环境下使用,能经受风吹、日晒、雨淋和水浸,具有比较稳定的力学性能和良好的吸声性能。
因此,开展泡沫陶瓷声屏材料的研究.为开发声学性能良好、重量轻、易于安装维护的公路声屏障吸声材料具有重要的实用价值。
由于泡沫陶瓷具有很多优良的特性,及人们对生存环境改善与对绿色环保的要求越来越强烈,使得具有环保特性的各种新型泡沫陶瓷材料日益受到人们的青睐。
而如何简化生产工艺、降低成本、提高效益,不断发明新的技术和工艺来制备功能强大、性能优异的环保泡沫陶瓷材料正成为当今材料科技工作者积极思考的课题。
二、泡沫陶瓷的应用泡沫陶瓷在19 世纪70 年代发展初期,仅仅作为细菌过滤材料加以使用。
随着制备技术的发展,人们控制材料多孔结构水平显著提高,同时各种新材质高性能泡沫陶瓷材料的不断出现极大地拓宽了多孔陶瓷地应用范围。
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。
目前,它们的应用扩大到包括熔模精密铸造、钢铸造工业及工业铸件等方面,以提高铸件的机械性能、降低铸件废品率、提高铸件工艺出品率、延长金属切削加工刀具寿命等。
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,将大大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广泛使用[26]。
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。
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。
3、节能隔热材料在泡沫陶瓷中由于闭气孔的存在,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目前,世界上最好的隔热材料正是这类泡沫陶瓷材料,传统的窑炉和高温电炉的内衬就多为泡沫陶瓷。
它还被广泛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。
此时,泡沫陶瓷向炉内辐射热能,减少热能散失。
据有关资料介绍,可节能30%。
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,节能效果显著。
4、吸声材料由于泡沫陶瓷从表面到内部具有的三维贯通的网状微孔结构,它可以使吸进的声波在孔隙中振动空气,从而与陶瓷体网络发生摩擦,通过粘滞作用使声波转变为热能而消耗,起到静音效果。
泡沫陶瓷具有吸音的功能,可用于隧道、地铁、影剧院、录音室等需要静音的环境,以及高架桥、建筑施工现场、露天变压器等高噪音场合。
由于此类陶瓷可耐气候变化,抗热、抗震和抗腐蚀,能忍受风吹、日晒、雨淋的侵蚀而不改变网状结构,同时,对其表面美化处理后不会影响其吸音效果,因而具有很好的应用前景。
5、生物材料多孔羟基磷灰石生物陶瓷的研究和应用,在生物材料工程界引起极大关注。
这是因为羟基磷灰石陶瓷与人体__骨骼、牙齿无机质的成分的成分基本相同,将其植入人体后,无排斥反应,具有良好的生物活性和相容性。
它能诱发新骨的生成,使人体保持正常的新陈代谢,是一种理想的人体骨替代材料。