Пенокерамика занимает особое место в режиме материаловедения и его достижений. Минимальная плотность, пористость и превосходные изоляционные свойства материала делают его полезным в различных приложениях. Нижеприведенная статья охватывает различные аспекты и описывает различные возможные методы пеноматериалов. Керамическое производство.
Чем знамениты керамические и металлические пены?
Пены, будь то керамика или металлическая пена изготавливаются путем заполнения газом пор основного материала. Поры могут быть либо запечатанными или закрытыми по своей природе, либо взаимосвязанными и оставленными открытыми. Основной сущностью, определяющей характеристику пены, является объем пор, которыми она обладает. Как правило, поры или пустоты находятся в диапазоне от 75 до 90 % основного материала.
Алюминиевая пена против керамической пены: сравнение
Алюминиевая пена
Металлическая пена, говоря простыми словами, представляет собой металл, заполненный пористыми газовыми пространствами, которые составляют большую часть их объема. Высококачественные металлические пены обычно производятся с использованием алюминия в качестве основного металла. Алюминий металлическая пена из алюминия, где поры создаются газом в горячем металле. Газ или диспергатор могут быть использованы для создания пор в расплавленном алюминии.
Структура алюминиевая металлическая пена имеет взаимосвязанные алюминиевые волокна, которые в основном бывают двух типов. Два типа Алюминиевая металлическая пена являются открытоклеточным типом алюминиевая пена или закрытоячеистый тип. Основное применение пены заключается в том, что алюминиевая пена остается изменяемой в отношении требуемых благоприятных свойств. Огромная площадь поверхности, различная морфология и малый вес являются привлекательными чертами Алюминиевая пена.
Свойства алюминиевой пены
-
Алюминиевая пена в целом оставаться инертным к огню
-
The алюминиевая пена имеет размер в диапазоне 2-11 мм в каждой ячейке и пористость около 70 – 90%
-
Размеры пены могут варьироваться в зависимости от области применения, а ее прочность составляет 44 МПа.
-
The алюминиевая металлическая пена имеет сопротивление, превышающее сопротивление обычного алюминиевого металла примерно в 100 раз и более.
Применение алюминиевой пены
-
Безопасность автомобилей становится все популярнее с каждым днем, поскольку она опирается на легкие материалы, алюминиевая пена.
-
Поглощение звука алюминиевая пена делает лучший аддитивный материал в автомобилестроении
-
Алюминиевая пена имеют небольшой вес и находят применение в аэрокосмической отрасли.
-
Алюминиевая пена лучше всего подходят для дизайнерской индустрии, поскольку в сочетании с деревом служат хорошим отделочным материалом.
Как изготавливается металлическая пена?
Популярный метод производства Алюминиевая пена или металлическая пена это метод впрыскивания воздуха. Начальный этап включает в себя подготовку металлического матричного композита с использованием оксидов алюминия и магния или карбида кремния. После образования расплава воздух, азот или аргон впрыскиваются через сопло или импеллеры для обеспечения равномерного распределения в смеси.
Другой способ производства металлических пен — использование вспенивающего агента. Разложение, вызванное нагревом, заставляет вспенивающий агент выделять газы и создавать пустоты. В промышленности также используется другой метод образования эвтектики твердых газов для вспенивания в присутствии водорода. При таком производстве поры варьируются от 10 микрометров до 10 мм.
Керамическая пена
Керамическая пена из-за своей ячеистой структуры стала неотъемлемой частью в производстве материалов. Простое производство включает использование полимеров с керамической суспензией. Корпус сохранит керамику в своей структуре, где высокая температура и изолирующие свойства имеют дополнительные преимущества. Керамическая пена имеет различные применения, такие как теплоизоляция, звукоизоляция и различные энергоемкие применения.
Свойства керамической пены
Керамические пены обычно состоят из ячеистых структур, которые по своей природе пористые. Трехмерная сетчатая структура, с другой стороны, хрупкая с видимыми пространствами или пустотами в материале. Пустоты в ячейках имеют линейные размеры и обычно измеряются в миллиметрах или микрометрах. Хотя пористые керамические пены твердые с пустотами, занятыми воздухом или газом до 95 – 96%.
Существуют различные типы керамических пен, изготовленных из карбида кремния, оксида алюминия, циркония, титана и кремния. Керамические пены известны своей легкостью. Они обладают хорошей проницаемостью для выбранных объектов. Прочность на сжатие керамических пен выше.
Именно эти свойства керамической пены делают ее хорошим выбором для применения в машинной обработке.
Применение керамической пены
-
Микроструктуры керамической промышленности нашли применение в электронной промышленности. Они используются в производстве элементов батарей, электродов и т. д.
-
Изоляционные свойства керамики используются для обеспечения хорошей термостойкости. Они могут использоваться в качестве конструкционных материалов в изоляции для обеспечения двойной роли изоляции и прочности.
-
Керамические пены могут использоваться для контроля загрязнения. Проницаемость делает их эффективным средством для контроля загрязнения. Керамические пены обеспечивают поверхность для катализаторов, чтобы окислять захваченные частицы.
-
Керамические пены также используются для поддержки опорных структур в организме человека благодаря своей биосовместимости.
Методы производства керамики
Ниже для справки приведены некоторые из популярных методов производства керамической пены:
Процесс прямого вспенивания
Процесс начинается с приготовления суспензии керамического шликера с последующим вспениванием. После полимеризации форма удаляется, а образовавшаяся пена высушивается и затем спекается. Этот процесс создает более прочные пустоты, которые могут выдерживать более высокую механическую обработку.
Процессу способствует пенообразователь, который инициирует пену при смешивании с керамической суспензией, затем стабилизируется с последующим затвердеванием. Известно, что производство керамики на основе прямого вспенивания является простым и надежным и выгодным для контроля пористости. Стабилизация обычно выполняется после тщательного изучения добавок.
Применение и преимущества
-
Обычно применяется в металлургической промышленности, где пористость играет решающую роль.
-
Такие пены используются для изоляции.
Метод литья геля
Когда предпочтительны однородность и более высокая прочность, литье геля является наилучшим методом керамическое производство. Процесс прост и начинается со смешивания коллоидной суспензии с водорастворимым мономером и пенообразователем. После полимеризации пена становится гелевой. Литье геля дает прочные и жесткие керамические пены.
Применение и преимущества
-
Используется для производства фильтров или прочных мембран в химической промышленности.
-
Биомедицинские области для имплантатов и поддерживающих суперструктур
-
Процесс обеспечивает контроль пористости и высокую степень однородности.
Метод репликации
Метод репликации включает в себя метод керамическое производство в котором керамическая суспензия покрывает пену. Полимерная пена позже выжигается посредством спекания. Это дублирует керамическую пену, которая изначально похожа на полимерную пену. Керамическая пена, которая производится с помощью технологии репликации, обладает более высокой проницаемостью и меньшей прочностью.
Применение и преимущества
-
Используется для изготовления сложных геометрических форм, таких как костные имплантаты в биомедицинской области.
-
В автомобильной и аэрокосмической промышленности керамику обычно изготавливают методом репликации из-за ее малого веса.
-
Тщательный подход к процессу гарантирует отсутствие дефектов, преобладающих в основной геометрии материала.
Процесс консолидации крахмала
Метод консолидации крахмала керамическое производство обычно дешев и не вызывает токсичности. Он экологически безопасен и использует температуру около 300–600 градусов по Цельсию для сжигания. Температура гарантирует отсутствие дефектов при формировании керамической пены.
Гелеобразующий агент, такой как пищевой крахмал, добавляется в керамический порошок, а затем смешивается с дистиллированной водой. Затем смесь проходит такие процессы, как перемешивание, литье, коагуляция и, наконец, сушка. После высыхания сформированное вещество спекается при более высокой температуре, что приводит к образованию керамической пены.
Применение и преимущества
-
Гарантирует отсутствие дефектов пустот
-
Экологичный метод производства керамики
Метод эмульсии
В эмульсионном методе, как следует из названия, эмульсии используются для керамическое производство для создания пены. Керамические частицы заставляют суспендироваться в смеси из двух несмешивающихся жидкостей. После того, как эмульсия сформирована и стабилизирована, другая жидкая фаза удаляется либо испарением, либо сжиганием.
Применение и преимущества
-
Эмульсионная технология обеспечивает высокую эффективность фильтрации, поэтому широко применяется в системах фильтрации.
-
Они используются для изготовления пористых изоляционных материалов и обеспечивают небольшой вес.
-
Хотя эта технология обеспечивает хороший размер пор и равномерное распределение, важность метода производства делает ее более сложной в использовании.
Метод золь-гель
Метод золь-гель, как следует из названия, представляет собой преобразование раствора в керамическую структуру, при этом химические условия контролируются на этапе. В методе золь-гель керамическое производство пористость тщательно контролируется без ущерба для прочности материала.
Применение и преимущества
-
Этот метод обычно применяется при производстве пленок, покрытий, датчиков и т. д.
-
Получается пена высокой чистоты
Заключение
В статье подробно описывались пены, различные типы пен и глобальные методы производства керамической пены. Для керамической пены контроль свойств играет решающую роль. Различные методы производства гарантируют, что благоприятное свойство будет представлено на столе для помощи в применении, которому оно подвергается.