孔陶瓷的使用可以追溯到19世紀70年代,到了20世紀70年代,一些發(fā)達國家如美國、日本在此種材料上的開發(fā)及使用上得到了長足的發(fā)展。1963年Swchard發(fā)明了一種制造高氣孔率多孔陶瓷的方法,即有機泡沫浸漬法,使多孔陶瓷的制備又邁上了一個新的起點。在70年代初,歐美國家就積極開展該工藝的研究,并研制出可過濾大多數(shù)有色金屬和合金鑄件的多種材質(zhì)的泡沫陶瓷過濾器,這些國家已有先進的成型、燒成設(shè)備和完善的生產(chǎn)工藝制度,可實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。
傳統(tǒng)多孔陶瓷僅有30%~50%的氣孔率,泡沫陶瓷則具有80%~90%極高氣孔率,并具有泡沫狀的彎曲孔道結(jié)構(gòu),使之作為過濾器件具有更優(yōu)良的性能。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,泡沫陶瓷的制備也獲得了驚人的進步。美國的Ultramet公司,利用有機體的泡沫骨架,用CVD/CVI法將泡沫陶瓷料漿噴涂在骨架上,可獲得高孔筋密度的產(chǎn)品,大大提高了產(chǎn)品的機械性能。目前,世界上生產(chǎn)泡沫陶瓷最大的廠家是美國Astro和Sele公司。自行生產(chǎn)泡沫塑料前驅(qū)體,采用浸漬輥壓成型機成型,坯體為微波干燥,高溫輥道窯采用計算機監(jiān)控連續(xù)燒成,整個生產(chǎn)工藝達到了很高的技術(shù)水平。
在國外,自1978年起就已經(jīng)將泡沫陶瓷過濾器用作鋁合金鑄件的過濾,并取得了良好的效果。1984年美國Consolicated鋁合金公司首先使用高溫下充分燒結(jié)的“Selee/Fe”泡沫陶瓷過濾器過濾普通碳鋼和馬氏體時效硬化不銹鋼,取得了滿意的效果。近年來國外已研制出能滿足各種性能需要的泡沫陶瓷過濾器,在過濾鋁、銅、鋅、錫這些有色金屬及低熔溫度合金時,通常用比重為0.35~0.55g/cm3的堇青石/氧化鋁混合材料。在冶煉黑色金屬和它們的合金時,由于化學活性和澆鑄溫度高,通常使用SiC質(zhì)的具有較好化學穩(wěn)定性的高溫泡沫陶瓷過濾器。不同氣孔率的過濾器應用于不同的鑄鐵件,通常把12個氣孔/cm的小型過濾器用于可鍛鑄鐵的澆鑄,8個氣孔/cm的過濾器用于灰口鐵的精煉,4個氣孔/cm的過濾器用于鑄造高強度的球磨鑄鐵制造大型鑄件。目前,日本、美國、英國、德國等國家,大多使用氧化鋁、二氧化鋯以及莫來石制成的泡沫陶瓷過濾器。使用泡沫陶瓷過濾器過濾熔融金屬時,與以往使用的陶瓷顆粒燒結(jié)體、玻璃纖維布、陶瓷顆粒相比不但操作簡單,節(jié)省能源,降低成本,而且過濾均勻,離散較小,過濾效率高。
我國1954年才開始進行多孔陶瓷材料的研究工作,泡沫陶瓷的研究起步較晚,在80年代才開始這方面的研究工作。與發(fā)達國家相比,我國在多孔材料的研究及生產(chǎn)上還有很大的差距,一些高性能多孔材料的研制還停留在實驗室階段,科技與生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化率較低,但經(jīng)過我國材料學界科學工作者多年的努力,仍取得了較大的進步。而且部分產(chǎn)品已投入市場。
泡沫陶瓷的應用發(fā)展有以下幾個方面:
(1)泡沫陶瓷主要應用于金屬熔液的過濾。金屬過濾技術(shù)自 20 世紀 70 年代開始,經(jīng)過多年的快速發(fā)展,產(chǎn)品種類已出現(xiàn)很多,如:碳化硅質(zhì)、氧化鋯質(zhì)、氧化鋁質(zhì)氧化鎂等,應用方面也由最初的鋁液過濾到鑄鐵、鑄銅、鑄鋼、鎂合金等領(lǐng)域,目前在國內(nèi)泡沫陶瓷過濾器主要應用于汽車配件、柴油機配件、壓縮機、風電鑄件、高檔機床鑄件等,并在很大程度上提高了我國鑄件的品質(zhì)和競爭力,同時增加了鑄造企業(yè)的利潤。
(2) 作為催化劑載體應用到汽車尾氣處理上等。目前國內(nèi)對汽車必須配備尾氣裝置的呼聲很高,汽車制造廠也決心進行這項工作。汽車尾氣處理裝置的核心部分是這種泡沫陶瓷催化系統(tǒng)。泡沫陶瓷可以作為催化劑載體,將催化劑(如貴金屬Pt,Ru等)沉積在基體內(nèi)部氣體表面上,或者陶瓷本身是催化劑,而后者可能更吸引人。
(3) 節(jié)能始終是人類的一大難題,各種廢熱氣不僅浪費能源,而且還產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染,因此,對廢熱氣等的處理值得重視。
(4) 作為過濾器使用,用于水源凈化、空氣凈化、污染處理等方面。在各種化工過濾特別是食品、醫(yī)藥等方面的應用,以其耐蝕、耐藥的優(yōu)點令人感興趣。
(5) 更新性能的獲得,特別是電化學、光學技術(shù)等領(lǐng)域應用的新型多孔材料,有許多獨有的特點。泡沫陶瓷是一種新型功能陶瓷,對產(chǎn)業(yè)中許多重要的基礎(chǔ)性工業(yè)十分有利,很值得注意和開發(fā)。
地址:山西省晉城市澤州縣南村鎮(zhèn)南村綠色智能制造創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園2-1-2
電話:0356-2193103 李先生:+86-18235668148
傳真:0356-2193153
郵編:048000
E-mail:info@m.globalfmonline.com