Keramik busa memiliki tempat khusus dalam ilmu material dan kemajuannya. Kepadatan minimal, porositas, dan sifat insulasi yang sangat baik dari material tersebut membuatnya berguna dalam berbagai aplikasi. Artikel tertulis di bawah ini membahas berbagai aspek dan menggambarkan berbagai metode busa yang memungkinkan. Pembuatan keramik.
Apa yang membuat busa keramik dan logam terkenal?
Busa baik itu keramik atau busa logam terbuat dari pengisian gas di pori-pori bahan dasar. Pori-pori tersebut dapat tertutup rapat atau saling terhubung dan dibiarkan terbuka. Entitas utama yang menentukan karakteristik busa adalah luasnya pori-pori yang dimilikinya. Umumnya, pori-pori atau ruang hampa berkisar antara 75 – 90 % dari bahan dasar.
Busa Aluminium Vs Busa Keramik: Perbandingan
Busa aluminium
Secara sederhana, busa logam adalah logam yang diisi dengan ruang gas berpori yang meliputi sebagian besar volumenya. Busa logam bermutu tinggi umumnya diproduksi dengan menggunakan aluminium sebagai logam dasarnya. Aluminium busa logam terbuat dari aluminium yang pori-porinya dibuat oleh gas ke dalam logam panas. Gas atau dispersan dapat digunakan untuk membuat pori-pori pada aluminium cair.
Struktur dari busa logam aluminium memiliki serat aluminium yang saling terhubung yang pada dasarnya terdiri dari dua jenis. Kedua jenis Busa logam aluminium adalah tipe sel terbuka busa alumunium atau tipe sel tertutup. Penggunaan utama busa ini adalah busa aluminium ini tetap dapat diubah sehubungan dengan sifat-sifat yang diinginkan. Luas permukaan yang besar, morfologi yang berbeda dan bobot yang ringan adalah fitur-fitur menarik dari Busa aluminium.
Sifat-sifat Busa Aluminium
-
Busa aluminium umumnya tidak bereaksi terhadap api
-
Itu busa alumunium memiliki ukuran dalam kisaran 2-11 mm di setiap sel dan memiliki porositas sekitar 70 – 90%
-
Dimensi busa dapat bervariasi sehubungan dengan aplikasi dan menawarkan kekuatan 44 MPa
-
Itu busa logam aluminium memiliki resistansi lebih besar dari logam aluminium normal yaitu sekitar 100 kali atau lebih.
Aplikasi Busa Aluminium
-
Keselamatan mobil semakin populer dari hari ke hari dengan mengandalkan bahan ringan sehingga busa alumunium.
-
Penyerapan suara busa alumunium membuat bahan aditif terbaik dalam pembuatan mobil
-
Busa aluminium bersifat ringan dan dapat diaplikasikan di sektor kedirgantaraan.
-
Busa aluminium paling cocok di industri desainer karena berfungsi sebagai bahan pengaturan yang baik bila dipadukan dengan kayu.
Bagaimana busa logam dibuat?
Metode populer dalam memproduksi Busa aluminium atau busa logam adalah metode injeksi udara. Langkah awal melibatkan persiapan komposit matriks logam menggunakan oksida aluminium dan magnesium atau silikon karbida. Setelah lelehan terbentuk, udara, nitrogen atau argon disuntikkan melalui nosel atau impeller untuk memastikan distribusi yang merata dalam campuran.
Cara lain untuk membuat busa logam adalah dengan menggunakan bahan peniup. Dekomposisi yang disebabkan oleh panas menyebabkan bahan peniup melepaskan gas dan menciptakan rongga. Industri juga menggunakan metode lain pembentukan eutektik gas padat untuk mendorong pembentukan busa dengan adanya hidrogen. Dalam pembuatan seperti itu, pori-pori berkisar antara 10 mikrometer hingga 10 mm.
Busa keramik
Busa keramik karena struktur selulernya telah menjadi bagian integral dalam pembuatan material. Pembuatannya yang sederhana menggabungkan penggunaan polimer dengan bubur keramik. Bodinya akan mempertahankan keramik dalam strukturnya, yang mana suhu tinggi dan sifat isolasinya memberikan manfaat tambahan. Busa keramik memiliki berbagai aplikasi seperti isolasi termal, isolasi akustik, dan berbagai aplikasi yang membutuhkan banyak energi.
Sifat Busa Keramik
Busa keramik umumnya tersusun dari struktur seluler yang sifatnya berpori. Di sisi lain, struktur jaringan tiga dimensinya rapuh dengan ruang atau rongga yang terlihat pada materialnya. Rongga dalam sel berdimensi linier dan biasanya diukur dalam milimeter hingga mikrometer. Sementara busa keramik berpori bersifat keras dengan rongga yang ditempati oleh udara atau gas hingga 95 – 96%.
Ada berbagai jenis busa keramik yang terbuat dari silikon karbida, alumina, zirkonia, titania, dan silika. Busa keramik dikenal karena bobotnya yang ringan. Busa ini memiliki permeabilitas yang baik terhadap entitas tertentu. Kekuatan tekan busa keramik lebih unggul.
Sifat alami busa keramik ini menjadikannya pilihan yang baik untuk aplikasi permesinan.
Aplikasi Busa Keramik
-
Struktur mikro industri keramik bermanfaat dalam industri elektronik. Struktur mikro ini berguna dalam produksi baterai, elektroda, dan lain-lain.
-
Sifat insulasi keramik digunakan untuk memberikan ketahanan panas yang baik. Keramik dapat digunakan sebagai bahan struktural dalam insulasi untuk memberikan fungsi ganda sebagai insulasi dan kekuatan.
-
Busa keramik dapat digunakan untuk pengendalian polusi. Permeabilitasnya membuat busa ini menjadi entitas yang efektif untuk menangani pengendalian polusi. Busa keramik menyediakan area permukaan bagi katalis untuk mengoksidasi partikel yang terperangkap.
-
Busa keramik juga digunakan untuk membantu struktur pendukung dalam tubuh manusia karena biokompatibilitasnya.
Metode pembuatan keramik
Berikut ini adalah beberapa metode populer pembuatan busa keramik:
Proses berbusa langsung
Proses ini dimulai dengan membuat suspensi bubur keramik yang diikuti dengan pembusaan. Setelah polimerisasi selesai, cetakan diangkat dan busa yang terbentuk dikeringkan dan kemudian disinter. Proses ini menciptakan rongga yang lebih kuat yang dapat menahan pemesinan yang lebih tinggi.
Proses ini dibantu oleh agen pembusa yang memulai pembentukan busa saat dicampur dalam bubur keramik, kemudian distabilkan diikuti oleh pemadatan. Pembuatan keramik berbasis pembusaan langsung dikenal sederhana dan andal serta bermanfaat untuk mengendalikan porositas. Stabilisasi umumnya dilakukan setelah aditif diteliti dengan baik.
Aplikasi dan Keuntungan
-
Umumnya digunakan dalam industri metalurgi dimana porositas memainkan peran penting
-
Busa semacam itu digunakan untuk isolasi
Metode Pengecoran Gel
Ketika homogenitas dan kekuatan yang lebih tinggi lebih disukai, pengecoran gel adalah metode terbaik untuk pembuatan keramikProsesnya sederhana dan dimulai dengan mencampur suspensi koloid dengan monomer yang larut dalam air dan agen pembusa. Setelah polimerisasi, busa akan menjadi gel. Pengecoran gel menghasilkan busa keramik yang kuat dan kaku.
Aplikasi dan Keuntungan
-
Digunakan untuk menghasilkan filter atau membran tahan lama dalam industri kimia
-
Bidang biomedis untuk implan dan struktur pendukung
-
Proses ini memastikan pengendalian porositas dan tingkat keseragaman yang tinggi.
Teknik Replikasi
Metode replikasi melibatkan metode pembuatan keramik di mana bubur keramik dilapisi di atas busa. Busa polimer kemudian dibakar melalui Sintering. Ini akan menduplikasi busa keramik yang awalnya mirip dengan busa polimer. Busa keramik yang diproduksi oleh teknologi replikasi memiliki permeabilitas yang lebih tinggi dan kekuatan yang lebih rendah.
Aplikasi dan Keuntungan
-
Digunakan untuk menghasilkan geometri kompleks seperti implan tulang di bidang biomedis
-
Industri Otomotif dan Dirgantara umumnya menggunakan keramik yang diproduksi dengan metode replika karena bobotnya yang ringan.
-
Pertimbangan cermat dalam proses memastikan tidak ada cacat rongga yang terjadi pada geometri penting material.
Proses konsolidasi pati
Metode konsolidasi pati pembuatan keramik Umumnya murah dan tidak menimbulkan racun. Ramah lingkungan dan menggunakan suhu sekitar 300 – 600 derajat Celcius untuk pembakaran. Suhu tersebut memastikan tidak terbentuknya cacat selama pembentukan busa keramik.
Agen pembentuk gel seperti pati food grade ditambahkan ke dalam bubuk keramik lalu dicampur dengan air suling. Campuran tersebut kemudian mengalami proses seperti pengadukan, pengecoran, koagulasi, dan akhirnya pengeringan. Setelah kering, entitas yang terbentuk disinter pada suhu yang lebih tinggi sehingga terbentuk busa keramik.
Aplikasi dan Keuntungan
-
Memastikan tidak ada cacat rongga
-
Metode pembuatan keramik yang ramah lingkungan
Metode Emulsi
Dalam metode emulsi seperti namanya emulsi digunakan untuk melakukan pembuatan keramik untuk membuat busa. Partikel keramik dibuat tersuspensi dalam campuran yang terbuat dari dua cairan yang tidak dapat bercampur. Setelah emulsi terbentuk dan stabil, fase cairan lainnya dihilangkan baik melalui penguapan maupun pembakaran.
Aplikasi dan Keuntungan
-
Teknik emulsi memastikan untuk memberikan efisiensi filter yang baik sehingga diakui secara luas dalam sistem filtrasi
-
Mereka digunakan untuk pembuatan bahan isolasi berpori dan ringan.
-
Meskipun teknik ini memastikan ukuran pori yang baik dan distribusi yang seragam, pentingnya metode pembuatan membuat teknik ini lebih sulit digunakan.
Metode Sol Gel
Metode sol gel sesuai dengan namanya adalah konversi larutan menjadi struktur keramik sementara kondisi kimia dikontrol dalam langkah tersebut. Dalam metode sol gel, pembuatan keramik porositas dikontrol secara rumit tanpa mengorbankan kekuatan penting material.
Aplikasi dan Keuntungan
-
Metode ini umumnya digunakan dalam pembuatan film, pelapis, sensor, dan lain-lain.
-
Busa dengan kemurnian tinggi diproduksi
Kesimpulan
Tulisan ini membahas perincian busa, berbagai jenis busa, dan teknik global pembuatan busa keramik. Untuk busa keramik, kontrol properti memegang peranan penting. Metode pembuatan yang berbeda memastikan bahwa properti yang menguntungkan tersedia untuk membantu aplikasi yang dikenainya.