Qual é a perspectiva de aplicação de Materiais Filtrantes Cerâmicos porosos

Materiais de filtro cerâmico poroso são um tipo de material compósito de matriz cerâmica rico em poros. Além de ter as propriedades de resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão e não envelhecimento de materiais cerâmicos, os materiais filtrantes cerâmicos porosos também possuem excelentes propriedades que outros materiais densos não possuem, como peso leve, absorção sonora, isolamento térmico, absorção de energia e alta área de superfície específica. Essas propriedades fazem com que as cerâmicas porosas tenham boas aplicações em filtração e purificação, carregamento de catalisadores, absorção de som, absorção de choque, prevenção de incêndio e preservação de calor. Em termos de seu desempenho de isolamento térmico, devido à baixa condutividade térmica da própria cerâmica, o gás preenchido na estrutura porosa aumenta muito o desempenho de isolamento térmico do material, de modo que a cerâmica porosa pode ser usada como materiais de isolamento de alta temperatura na construção, aeroespacial, armazenamento, máquinas e outros campos, em uma variedade de edifícios, motores, refrigeradores, fornos industriais e outras aplicações de engenharia são muito adequados, É um material funcional importante para preservação de calor, isolamento térmico e preservação a frio. Portanto, o estudo do material de isolamento cerâmico poroso tem um significado prático muito importante.

Materiais cerâmicos porosos

Os materiais de isolamento podem ser divididos em isolamento de alta temperatura e isolamento de baixa temperatura de acordo com suas finalidades específicas. O isolamento de alta temperatura é para evitar que o calor interno do objeto se espalhe, melhorar a utilização de energia térmica ou para evitar que a temperatura do objeto ou recipiente caia. O isolamento de baixa temperatura é projetado para bloquear o calor recebido do mundo exterior, evitando assim que a temperatura interna do objeto aumente. As cerâmicas porosas têm alto ponto de fusão e geralmente são usadas como materiais de isolamento térmico de alta temperatura. Atualmente, a cerâmica porosa tem sido amplamente utilizada como materiais de isolamento térmico em fornos a gás tradicionais e fornos elétricos de alta temperatura a 1600 ° C. Nas espaçonaves Shenzhou e nos foguetes Long March, materiais de isolamento multicamadas que consistem em materiais porosos de isolamento cerâmico e metálico foram bem aplicados. O ônibus espacial &#A concha isolada 39;s é feita de cerâmica porosa aspirada, o melhor material de isolamento do mundo. O seguinte Xiaobian fará uma breve introdução aos importantes materiais cerâmicos de isolamento térmico poroso e seus campos de aplicação.

Cerâmica porosa de fibra

A fibra cerâmica é um tipo de materiais de isolamento tradicionais, refratário excelente desempenho em um dos materiais refratários de luz de fibra, a principal composição química é silicato de alumínio, estrutura tem alta porosidade, porosidade e área de superfície específica, etc. A estrutura interna dos produtos de fibra cerâmica é uma estrutura porosa composta de fibra cerâmica e ar. As características da microestrutura são que as fases sólida e gasosa existem na forma de fases contínuas, as substâncias sólidas existem na forma de fibras e constituem um esqueleto de fase contínua, enquanto a fase gasosa existe continuamente na lacuna de estrutura do material da fibra. É por causa dessa estrutura que a fibra cerâmica tem maior porosidade, maior tamanho de poro e área de superfície específica, de modo que a fibra cerâmica tem excelente desempenho de isolamento térmico e pequena densidade de volume.

Fotos SEM de furos porosos da estrutura do quadro de fibra Mullite

Os materiais de isolamento de fibra cerâmica têm sido a primeira escolha para sistemas de proteção térmica de mísseis e aeroespaciais devido às suas vantagens de baixa densidade, baixa condutividade térmica e alta capacidade térmica. Por exemplo, a telha de isolamento térmico usada para isolamento de superfície externa de naves espaciais de alta velocidade é uma delas.

Cerâmica sinterizada de partículas grandes

Com o desenvolvimento da indústria moderna, a indústria cerâmica e a indústria metalúrgica produziram cada vez mais escória e resíduos cerâmicos, os pesquisadores para polir escória de resíduos, areia de alta temperatura, areia de baixa temperatura, argila como matérias-primas para preparar materiais cerâmicos porosos de proteção ambiental com função de isolamento térmico, percebem o verdadeiro sentido de resíduos em tesouro. As cerâmicas porosas preparadas por este método têm menor isolamento térmico e resistência do que outras cerâmicas, mas o processo é simples, as matérias-primas são abundantes e o preço é baixo, e alguns resíduos industriais podem ser descartados ecologicamente corretos.

Um material cerâmico poroso ecológico preparado com escória de polimento, pó de pedra Hunan, areia b5 e argila esférica intermediária

Devido ao rápido consumo de recursos naturais, as pessoas também estão tentando converter resíduos em produção industrial, como o uso de areia de quartzo e outras preparações de tijolos ocos não argilosos, que podem não apenas atingir o objetivo de economizar matérias-primas, mas também economizar energia e reduzir as emissões. Atualmente, 70 ~ 80% dos materiais de parede na Europa e nos Estados Unidos tornaram-se tijolos porosos. A aplicação de materiais de isolamento porosos pode tornar a casa quente no inverno e fresca no verão, o que pode reduzir o uso de aquecimento e ar condicionado e outros aparelhos elétricos em grande medida e, indiretamente, economizar energia.

Revestimento cerâmico poroso de barreira térmica

O revestimento cerâmico de barreira térmica é o material de isolamento térmico mais eficaz para o motor de aeronaves atualmente. A tecnologia mais madura são os TBCs de revestimento de zircônia estabilizado com óxido de ítrio (PYSZ). O revestimento de barreira térmica tem sido amplamente utilizado em peças de extremidade quente de naves espaciais e turbinas, que protegem as peças de extremidade quente, reduzindo a temperatura da matriz metálica. A fim de melhorar ainda mais o desempenho de isolamento térmico do revestimento de barreira térmica, o revestimento de barreira térmica é preparado em forma porosa. Alguns pesquisadores estudaram o efeito da temperatura e porosidade na condutividade térmica e confirmaram que a introdução da porosidade pode melhorar o desempenho de isolamento térmico do revestimento de barreira térmica.

As cerâmicas porosas têm excelente desempenho de isolamento térmico, capacidade de suporte de alta temperatura, tem vantagens incomparáveis no campo do isolamento térmico de alta temperatura, especialmente no campo da proteção térmica aeroespacial com ambiente hostil e requisitos de qualidade severos, de modo que a cerâmica porosa usada como materiais de isolamento térmico tem uma perspectiva de desenvolvimento muito boa. Atualmente, os pesquisadores desenvolveram uma variedade de materiais de isolamento cerâmico poroso e os colocam em uso na prática de produção, mas ainda existem algumas limitações e deficiências no desenvolvimento de materiais de isolamento cerâmico poroso, como o mecanismo e as condições de controle de vários processos de condutividade térmica de materiais não foram totalmente dominados, e os fatores de controle do desempenho de isolamento cerâmico poroso não podem ser completamente dominados. Portanto, restringe a aplicação mais ampla de cerâmicas porosas. No futuro, os pesquisadores relevantes devem explorar ainda mais o mecanismo de condutividade térmica de materiais porosos, e a industrialização da preparação de materiais porosos é a direção de desenvolvimento de cerâmicas porosas.