폼 세라믹은 재료 과학 및 그 발전 분야에서 특별한 위치를 차지하고 있습니다. 이 소재는 낮은 밀도, 다공성, 그리고 뛰어난 단열성을 갖추고 있어 다양한 응용 분야에서 유용하게 활용됩니다. 아래 글에서는 폼 세라믹의 다양한 측면을 다루고 다양한 폼 제조 방법을 자세히 설명합니다. 세라믹 제조.
세라믹과 금속 폼이 유명한 이유는 무엇입니까?
세라믹이든 폼이든 금속 폼 폼은 기본 소재의 기공에 가스를 채워서 만들어집니다. 기공은 밀봉되거나 닫혀 있거나, 서로 연결되어 열려 있을 수 있습니다. 폼의 특성을 결정하는 주요 요소는 기공의 크기입니다. 일반적으로 기공 또는 빈 공간은 기본 소재의 75~90 % 범위에 있습니다.
알루미늄 폼과 세라믹 폼: 비교
알루미늄 폼
간단히 말해, 금속 폼은 부피의 상당 부분을 차지하는 다공성 가스 공간으로 채워진 금속입니다. 고급 금속 폼은 일반적으로 알루미늄을 기본 금속으로 사용하여 제조됩니다. 알루미늄 금속 폼 알루미늄으로 만들어지며, 뜨거운 금속에 가스가 주입되어 기공이 생성됩니다. 가스나 분산제를 사용하여 용융 알루미늄에 기공을 만들 수 있습니다.
구조 알루미늄 금속 폼 기본적으로 두 가지 유형의 상호 연결된 알루미늄 섬유가 있습니다. 두 가지 유형의 알루미늄 금속 폼 개방 세포 유형입니다 알루미늄 폼 또는 폐쇄형 셀 형태입니다. 이 폼의 주요 용도는 알루미늄 폼이 원하는 유리한 특성에 따라 변형 가능하다는 것입니다. 넓은 표면적, 다양한 형태, 그리고 가벼운 무게는 이 폼의 매력적인 특징입니다. 알루미늄 폼.
알루미늄 폼의 특성
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알루미늄 폼 일반적으로 화염에 불활성을 유지합니다
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그만큼 알루미늄 폼 각 셀의 크기는 2~11mm 범위이고 다공성은 70~90%입니다.
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폼의 크기는 응용 분야에 따라 다양할 수 있으며 44MPa의 강도를 제공합니다.
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그만큼 알루미늄 금속 폼 일반 알루미늄 금속보다 약 100배 이상 큰 저항력을 가지고 있습니다.
알루미늄 폼의 적용
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자동차 안전은 가벼운 소재에 의존하여 날이 갈수록 대중화되고 있습니다. 알루미늄 폼.
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의 소리 흡수 알루미늄 폼 자동차 제조에 가장 적합한 첨가제를 만듭니다
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알루미늄 폼 본질적으로 가벼워 항공우주 분야에 응용됩니다.
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알루미늄 폼 목재와 결합하면 좋은 세팅 소재로 기능하므로 디자이너 산업에 가장 적합합니다.
금속폼은 어떻게 만들어지나요?
대중적인 생산 방법 알루미늄 폼 또는 금속 폼 공기 주입 방식입니다. 초기 단계는 알루미늄과 마그네슘 산화물 또는 탄화규소를 사용하여 금속 매트릭스 복합재를 제조하는 것입니다. 용융물이 형성되면 공기, 질소 또는 아르곤을 노즐이나 임펠러를 통해 주입하여 혼합물 내 균일한 분포를 보장합니다.
금속 폼을 제조하는 또 다른 방법은 발포제를 사용하는 것입니다. 열에 의한 분해로 인해 발포제가 기체를 방출하고 기공을 형성합니다. 산업계에서는 수소 존재 하에서 발포를 유도하기 위해 고체 기체 공융 형성이라는 다른 방법도 사용합니다. 이러한 제조에서 기공의 크기는 10마이크로미터에서 10mm 사이입니다.
세라믹 폼
세라믹 폼은 세포 구조 덕분에 소재 제조에 필수적인 요소로 활용되어 왔습니다. 세라믹 슬러리를 함유한 폴리머를 사용하여 제조하는 간단한 공정을 통해, 차체 구조에 세라믹을 그대로 유지하여 고온 및 단열 특성을 더욱 향상시킵니다. 세라믹 폼은 단열, 방음, 그리고 에너지 집약적인 다양한 용도로 사용됩니다.
세라믹 폼의 특성
세라믹 폼은 일반적으로 다공성인 세포 구조로 구성됩니다. 반면, 3차원 네트워크 구조는 취성이 강하며 재료 내부에 눈에 띄는 공간이나 공극이 있습니다. 세포 내부의 공극은 선형 치수를 가지며 일반적으로 밀리미터에서 마이크로미터 단위로 측정됩니다. 다공성 세라믹 폼은 단단하지만, 공극은 최대 95~96%의 공기나 기체로 채워져 있습니다.
탄화규소, 알루미나, 지르코니아, 티타니아, 실리카로 만든 다양한 종류의 세라믹 폼이 있습니다. 세라믹 폼은 가볍고, 특정 물질에 대한 투과성이 우수하며, 압축 강도가 매우 뛰어납니다.
이러한 세라믹 폼은 그 특성상 기계 가공 분야에 적합한 선택입니다.
세라믹 폼의 적용
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세라믹 산업의 미세 구조는 전자 산업에 유용하게 활용되어 왔습니다. 특히 배터리, 전극 등의 제작에 유용합니다.
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세라믹의 단열 특성은 우수한 내열성을 제공하는 데 사용됩니다. 세라믹은 단열재의 구조재로 사용되어 단열과 강도라는 두 가지 역할을 모두 수행할 수 있습니다.
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세라믹 폼은 오염 제어에 사용될 수 있습니다. 투과성이 뛰어나 오염 제어에 효과적인 소재입니다. 세라믹 폼은 포집된 입자를 산화시키는 촉매에 표면적을 제공합니다.
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세라믹 폼은 생체적합성으로 인해 인체의 지지 구조를 돕는 데에도 사용됩니다.
세라믹 제조 방법
세라믹 폼을 제조하는 몇 가지 일반적인 방법은 다음과 같습니다.
직접 발포 공정
이 공정은 세라믹 슬러리를 현탁시킨 후 발포하는 방식으로 시작됩니다. 중합이 완료되면 주형을 제거하고, 형성된 발포체를 건조시킨 후 소결합니다. 이 공정을 통해 더 강한 공극이 형성되어 더 높은 가공 강도를 견딜 수 있습니다.
이 공정은 세라믹 슬러리에 혼합될 때 발포를 유발하는 발포제의 도움을 받아 진행되며, 이후 안정화 과정을 거쳐 고화됩니다. 직접 발포 기반 세라믹 제조는 간단하고 신뢰성이 높으며 기공률 제어에 효과적인 것으로 알려져 있습니다. 안정화는 일반적으로 첨가제를 면밀히 검토한 후 진행됩니다.
응용 프로그램 및 장점
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일반적으로 다공성이 중요한 역할을 하는 야금 산업에 사용됩니다.
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이러한 폼은 단열재로 사용됩니다.
젤 캐스팅 방법
균질성과 더 높은 강도가 선호되는 경우 겔 캐스팅이 가장 좋은 방법입니다. 세라믹 제조이 공정은 간단하며, 콜로이드 현탁액과 수용성 단량체, 그리고 발포제를 혼합하여 시작합니다. 중합 후, 폼은 겔화됩니다. 겔 캐스팅을 통해 강하고 단단한 세라믹 폼이 생성됩니다.
응용 프로그램 및 장점
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화학 산업에서 필터나 내구성 있는 멤브레인을 생산하는 데 사용됩니다.
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임플란트 및 지지형 초구조물을 위한 생물의학 분야
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이 공정은 다공성 제어와 높은 수준의 균일성을 보장합니다.
복제 기술
복제 방법에는 다음 방법이 포함됩니다. 세라믹 제조 세라믹 슬러리를 폼 위에 코팅하는 방식입니다. 폴리머 폼은 나중에 소결 공정을 통해 소각됩니다. 이렇게 하면 원래 폴리머 폼과 유사한 세라믹 폼이 복제됩니다. 복제 기술로 생산된 세라믹 폼은 투과율은 높지만 강도는 낮습니다.
응용 프로그램 및 장점
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생체의학 분야에서 뼈 임플란트와 같은 복잡한 형상을 생산하는 데 사용됩니다.
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자동차 및 항공우주 산업에서는 일반적으로 가벼운 무게로 인해 복제 방법으로 제조된 세라믹을 사용합니다.
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이 과정에서의 신중한 고려를 통해 재료의 필수적인 기하학 구조에 공동 결함이 존재하지 않도록 보장합니다.
전분 고화 과정
전분 고결법 세라믹 제조 일반적으로 저렴하고 독성이 없습니다. 환경 친화적이며 약 300~600°C의 연소 온도를 사용합니다. 이 온도는 세라믹 폼 형성 과정에서 결함이 발생하지 않도록 보장합니다.
식용 전분과 같은 겔화제를 세라믹 분말에 첨가한 후 증류수에 혼합합니다. 이 혼합물은 교반, 주조, 응고, 건조 등의 과정을 거칩니다. 건조 후, 형성된 물질은 고온에서 소결되어 세라믹 폼을 형성합니다.
응용 프로그램 및 장점
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공극 결함이 없음을 보장합니다.
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친환경적인 세라믹 제조 방법
에멀젼법
이름에서 알 수 있듯이 에멀젼 방법은 에멀젼을 사용하는 방법입니다. 세라믹 제조 거품을 생성합니다. 세라믹 입자는 서로 섞이지 않는 두 액체의 혼합물에 현탁되도록 만들어집니다. 에멀젼이 형성되고 안정화되면 나머지 액체상은 증발이나 연소를 통해 제거됩니다.
응용 프로그램 및 장점
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에멀젼 기술은 우수한 여과 효율성을 제공하므로 여과 시스템에서 널리 인정받고 있습니다.
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이들은 다공성 단열재 제조에 사용되며 가벼운 것이 특징입니다.
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이 기술은 좋은 기공 크기와 균일한 분포를 보장하지만, 제조 방법의 중요성 때문에 이 기술을 사용하기가 더 어렵습니다.
솔겔법
이름에서 알 수 있듯이 졸겔법은 용액을 세라믹 구조로 변환하는 과정으로, 이 과정에서 화학적 조건이 제어됩니다. 졸겔법에서는 세라믹 제조 재료의 본질적인 강도를 손상시키지 않으면서 다공성을 정교하게 제어합니다.
응용 프로그램 및 장점
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이 방법은 일반적으로 필름, 코팅, 센서 등의 제조에 사용됩니다.
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고순도 폼이 생산됩니다
결론
본 보고서는 폼의 세부 사항, 다양한 폼 유형, 그리고 세라믹 폼 제조의 글로벌 기술에 대해 다뤘습니다. 세라믹 폼의 경우, 특성 관리가 매우 중요한 역할을 합니다. 다양한 제조 방식을 통해 유리한 특성을 확보하여 적용 분야에 도움을 줄 수 있습니다.