蜂窩陶瓷濾芯
❶ 蜂窩陶瓷過濾片有什麼作用
蜂窩陶瓷過濾片廣泛應用於冶金、鑄造行業金屬熔融物過濾,採用莫來石質(堇青石專質)的陶瓷材料屬,高質高密度直孔網眼,使產品具有很高的耐熱沖擊和耐高燒鑄溫度的特性,直孔式設計保證了流量和強度間的平衡,有效地去除雜質和渣粒等,使鑄件機械性能、表面質量及產品合格率大大提高。
❷ 多孔陶瓷的特點
(1)氣孔率高。多孔陶瓷的重要特徵是具有中較多的均勻可控的氣孔。氣孔有開口氣孔和閉口氣孔之分,開口氣孔具有過濾、吸收、吸附、消除回聲等作用,而閉口氣孔則有利於阻隔熱量、聲音以及液體與固體微粒傳遞。
(2)強度高。多孔陶瓷材料一般由金屬氧化物、二氧化硅、碳化硅等經過高溫煅燒而成,這些材料本身具有較高的強度,煅燒過程中原料顆粒邊界部分發生融化而粘結,形成了具有較高
強度的陶瓷。
(3)物理和化學性質穩定。多孔陶瓷材料可以耐酸、鹼腐蝕,也能夠承受高溫、高壓,自身潔凈狀態好,不會造成二次污染,是一種綠色環保的功能材料。
(4)過濾精度高,再生性能好。用作過濾材料的多孔陶瓷材料具有較窄的孔徑分布范圍和較高的氣孔率與比表面積,被過濾物與陶瓷材料充分接觸,其中的懸浮物、膠體物及微生物等污染物質被阻截在過濾介質表面或內部,過濾效果良好。多孔陶瓷過濾材料經過一段時間的使用後,用氣體或者液體進行反沖洗,即可恢復原有的過濾能力。
材質
(1)高硅質硅酸鹽材料,它主要以硬質瓷渣、耐酸陶瓷渣及其他耐酸的合成陶瓷顆粒為骨料,具有耐水性、耐酸性,使用溫度達700℃。
(2)鋁硅酸鹽材料,它以耐火粘土熟料、燒礬土、硅線石和合成莫來石顆粒為骨料。具有耐酸性和耐弱鹼性,使用溫度達1 000℃。
(3)精陶質材料,它以多種粘土熟料顆粒與粘土等混合燒結,得到微孔陶瓷材料。
(4)硅藻土質材料,它主要以精選硅藻土為原料,加粘土燒結而成。用於精濾水和酸性介質。
(5)純炭質材料,它以低灰分煤或石油瀝青焦顆粒為原料,或加入部分石墨,用稀焦油粘結燒制而成,用於耐水、冷熱強酸、冷熱強鹼介質以及空氣的消毒和過濾等。
(6)剛玉和金剛砂材料,它以不同型號的電熔剛玉和碳化硅顆粒為骨料,具有耐強酸、耐高溫的特性
(7)堇青石、鈦酸鋁材料,其特點是熱膨脹系數小,因而廣泛用於熱沖擊環境。
添加劑
(1)助熔劑
陶瓷助熔劑的主要作用是降低燒成溫度,增加液相,擴大燒成范圍,提高坯體的力學強度和化學穩定性。常用的助熔劑有長石、珍珠岩、滑石、蛇紋石、硅灰石、石灰石、白雲石等。
(2)增塑劑
陶瓷增塑劑主要作用是提高陶瓷坯體的整體塑性,保證坯體具有一定的強度,使坯體在燒成前保持原有形狀。常用的增塑劑有粘性土、木節土、球土等。
(3)粘結劑
粘結劑是指為了提高坯體的強度或防止粉末偏析而添加到陶瓷坯料中的具有粘結作用的添加劑。粘結劑一般選擇易於在燒結前或燒結過程除掉的物質,如澱粉、石蠟、羧甲基纖維素、聚乙烯醇等。水玻璃具有較好的粘性,水分揮發後留下的硅酸鈉可以作為陶瓷的成分,所以也常被用作粘結劑。
(4)致孔劑
加入致孔劑是為了提高陶瓷的氣孔率、擴大比表面積。致孔劑主要有天然有機細粉、煤粉、石灰石、白雲石、燒沸石、珍珠岩、浮石等。一般來講,增加致孔劑的用量可以提高陶瓷的氣孔率,但是會引起陶瓷強度下降,因此必須控制致孔劑的添加比例。以石灰石和白雲石作致孔劑時,在煅燒過程分解生成的CaO和MgO具有助熔作用,如果在煅燒溫度過高、時間過長,會與原料中的部分物質形成玻璃相,填充部分已形成的氣孔,降低陶瓷的氣孔率
(5)流變劑
漿料的流動性能保證漿料在浸漬過程中能滲透到有機泡沫中,並均勻地塗敷在泡沫網路的孔壁上。漿料的觸變性即要求漿料具有在靜止時處於凝固狀態,但在外力作用下又恢復流動性的特性。良好的觸變性可以保證在浸漬漿料和擠出多餘漿料時,在剪切作用下降低粘度,提高漿料的流動性,有助於成型,而在成型結束時,漿料的粘度升高,流動性降低。這就使得附著在孔壁上的漿料容易固化而定型,避免了因為漿料的流動造成坯體嚴重堵孔而影響製品的均勻性。
(6)分散劑
為了提高漿料的固含量,無論是水基體系還是非水基體系均需加入分散劑。分散劑可以提高漿料的穩定性,阻止顆粒再團聚,進而提高漿料的固含量。
(7)消泡劑和表面活性劑
為了防止漿料在浸漬和擠出多餘漿料的過程中起泡而影響製品的性能,需加入消泡劑,一般採用低分子量的醇和硅酮。陶瓷漿料為水基漿料時,如果有機泡沫與漿料之間的潤濕性差,在浸漬漿料時就會出現泡沫結構的交叉部分附著較厚的漿料,而在結構的橋部和棱線部分附著很薄的漿料的現象。這種情況嚴重時會導致燒結過程中坯體開裂,使多孔陶瓷的強度明顯降低。因此,通常採用添加表面活性劑的方法以改善陶瓷漿料與有機泡沫體之間的附著性來解決此問題。
制備
發泡工藝
發泡工藝是陶瓷組分添加有機或無機化學物質,通過化學反應等產生揮發氣體,經乾燥和燒成製成多孔陶瓷。發泡工藝與泡沫浸漬工藝相比,更容易控制製品的形狀、成分和密度,並可制備各種氣孔形狀和大小的多孔陶瓷,特別適用於制備閉氣孔的陶瓷材料。用來做發泡劑的化學物質有很多種類,例如,用碳化鈣、氫氧化鈣、鋁粉硫酸鋁和雙氧水作發泡劑;由親水性聚氨脂塑料和陶瓷泥漿同時發泡製備多孔陶瓷;用硫化物和硫酸鹽混合作發泡劑等。
添加成孔劑工藝
此工藝是通過在陶瓷配料中添加造孔劑,利用造孔劑在坯體中占據一定的空間,然後經過燒結,造孔劑離開而形成氣孔來制備多孔陶瓷。添加造孔劑制備多孔陶瓷的工藝流程與普通的陶瓷工藝流程相似。造孔劑的種類有無機和有機兩類,無機造孔劑有碳酸銨、碳酸氫銨、氯化銨等高溫可分解的鹽類,以及煤粉、碳粉等。有機造孔劑主要是天然纖維、高分子聚合物和有機酸等。造孔劑顆粒的形狀和大小決定了多孔陶瓷材料氣孔的形狀和大小。多孔陶瓷材料的成型方法與普通陶瓷的成型方法類似,主要有模壓、擠壓、等靜壓、扎制、注射和粉漿澆注等。
有機泡沫浸漬工藝
有機泡沫浸漬法是用有機泡沫浸漬陶瓷漿料,乾燥後燒掉有機泡沫,獲得多孔陶瓷的一種方發泡工藝法。該法適於制備高氣孔率、開口氣孔的多孔陶瓷。這種方法制備的泡沫陶瓷是目前最主要的多
孔陶瓷之一。
溶膠-凝膠工藝
溶膠- 凝膠工藝主要利用凝膠化過程中膠體粒子的堆積以及凝膠處理、熱處理等過程中留下小氣孔,形成可控多孔結構。這種方法大多數產生納米級氣孔,多用來生產微孔陶瓷。溶膠-凝膠工藝是一種新的制備多孔陶瓷的工藝,與其它工藝相比有其獨特之處。例如,用溶膠-凝膠法制備氧化鋁多孔陶瓷,與顆粒混合、泡沫浸漬、噴霧乾燥顆粒等方法相比較,溶膠-凝膠法可進一步改善氧化鋁多孔陶瓷孔徑分布的控制、相變、純度及顯微結構。
擠出成型多孔蜂窩陶瓷
蜂窩陶瓷的成型方法有許多種,擠出成型是最普遍採用的製造方法之一。它的工藝流程為:原料合成-混和-擠出成型-乾燥-燒成製品
固相燒結工藝
固相燒結工藝利用微細顆粒易於燒結的特點,在骨料中加入相同組分的微細顆粒,在一定的溫度下微細顆粒通過蒸發和遷移,在大顆粒連接部燒結,從而將大顆粒連接起來。由於每一粒骨料僅在幾個點上與其他顆粒發生連接,因而在燒結體中形成大量的三維貫通孔道。
凝膠注模工藝
凝膠注模工藝源於20世紀90年代,美國橡樹嶺國家實驗室最早將傳統陶瓷成型技術與高分子化學反應結合在一起,研製出這種新型陶瓷製備工藝。凝膠注模工藝過程是一個原位成型過程,主要利用有機單體或少量添加劑的化學反應原位凝固成型,獲得具有良好微觀均勻性和一定強度的坯體,而後燒結製得成品。
冷凍乾燥工藝
在該工藝中,讓冰將柱狀的凝膠包圍和隔離著,並且控制溶液中冰的生長方向為單向生長,冰溶化後纖維就形成了。在另外一種制備孔陶瓷的凍干工藝中,溶劑是直接由固態到氣態升華而排除的。通過控制金屬鹽溶液的冷凍方向獲得了方向性好、氣孔率很高(>90%)的多孔陶瓷。
自蔓延高溫合成(SHS) 工藝
燃燒合成, 又稱自蔓延高溫合成用燃燒合成技術制備多孔材料的主要過程是放熱反應,化學反應釋放出來的熱量維持反應的自我進行,合成新物質的同時獲得了所期望的多孔材料,包括具有一定形狀的多孔材料。燃燒合成過程總是伴隨著燒結現象,燒結體的孔隙度很高,可以達到50%左右,甚至更高。SHS與常規方法相比主要有以下特點和優勢:合成反應過程迅速,能大量節省能源,產品純度高,工藝相對簡單,適合於制備各類無機材料。SHS 存在的主要不足之處是反應快迅速,試樣的燒結尺寸難以控制。
水熱-熱靜壓工藝
該工藝通過水作為壓力傳遞介質制備各種孔徑多孔陶瓷。其簡單制備步驟為:硅凝膠和10%(質量百分數)的水混合,置於高壓釜中(壓力10—15MPa,溫度300℃),通過水蒸汽的揮發而製成多孔陶瓷。水熱-熱靜壓工藝中,反應時間一般為10—180 min。在25MPa下處理60min,製得的多孔陶瓷材料體積密度為0.88 g/cm,孔體積為0.59cm/g,孔尺寸分布范圍為30~50nm,抗壓強度高達80MPa。多孔陶瓷水熱-熱靜壓工藝具有以下優點:製得的多孔陶瓷材料抗壓強度高、性能穩定、孔徑分布范圍廣。
組織遺傳制備工藝
該工藝是利用植物材質(木材、竹子等)的天然多孔組織,將其在800~1000℃下和惰性氣體環境中熱解碳化得到與木材多孔結構幾乎完全相同的碳預制體。然後以碳預制體為模板,1600℃時液態硅蒸發形成的硅蒸汽滲入模板與碳化合形成多孔碳化硅陶瓷。該工藝過程簡單,成本低廉,但製品的孔結構主要決定於材質本身的組織,可設計性較差,同時SiC的轉化率相對較低。也可將木材在真空中浸漬滲入樹脂,之後在1200℃左右熱解,冷卻後得到一定孔隙率的木材陶瓷。
離子交換法
層狀硅酸納晶體與十八烷基三甲基溴化銨在水中充分混合, 硅酸鹽層間的陽離子與銨鹽陽離子將自發地進行交換, 由於銨鹽離子體積較大, 硅酸鹽的片層結構會因銨鹽的引入而發生彎曲變形, 彎曲的片層之間發生縮聚, 將有機物包圍在片層當中, 經高溫燒結除去有機物, 即形成多孔SiO2。目前,人們正在研究這種多孔材料的穩定性和比表面積問題, 並期望將其應用於催化或吸附系統中。
應用
載體
多孔陶瓷具有良好的吸附能力和活性。被覆催化劑後,反應流體通過泡沫陶瓷孔道,將大大提高轉化效率和反應速率。由於多孔陶瓷具有比表面積高、熱穩定性好、耐磨、不易中毒、低密度等特點,作為汽車尾氣催化凈化器載體已被廣泛使用除了作催化劑載體外,它還可以作為其它功能性載體,例如葯劑載體、微晶載體、氣體儲存等。
過濾和分離
1.超純水的制備和除菌
用硅藻土或粘土熟料質製成的多孔陶瓷濾芯,已用於飲水、石油油井注水用水等的除菌和凈化,還用於注射液的消毒過濾,以及電子工業、醫葯工業、光學透鏡研磨用的超純水的凈化等。
2.廢水處理
用多孔陶瓷過濾工業廢水和生活污水已成為廢水處理和凈化的重要發展方向,適用各種污染廢水,效率高,成本低。
3.腐蝕性流體過濾
多孔陶瓷的強耐腐蝕性使其在過濾酸性、鹼性等腐蝕性液體或氣體時顯示出特有的優勢。
4.熔融金屬過濾
經多孔陶瓷的過濾能除去熔融金屬中大部分的夾雜物和氣體等雜質,提高金屬材料的強度等內在質量。特別在電子元件、電線用金屬和精密鑄造用金屬方面尤其重要。
5.高溫氣體過濾
高溫煙氣的除塵、高溫煤氣的凈化等高溫氣體的過濾都必須使用耐高溫的多孔陶瓷。
6.醫葯工業食品工業過濾
多孔陶瓷由於具有耐高溫、耐腐蝕和良好的生物、化學相容性,因而可用於醫葯工業中的疫苗、酶、病毒、核酸、蛋白質等生理活性物質的濃縮、分離、精製等。在食品、飲料工業中,特別適用於色、香、味強的飲料及低度酒類的過濾,並可望在啤酒(尤其是生啤)的生產中發揮不可替代的作用。
7.放射性物質的過濾
核電廠等產生大量放射性廢物,經過燃燒能成為化學穩定的固體粉末,多孔陶瓷能將其固化,保管起來方便又經濟。
吸音材料
多孔陶瓷具有連通開氣孔,當聲波傳入時,在很小的氣孔內受力振盪。振動受到的摩擦和阻礙,使聲波傳播受到抑制,導致聲音衰減,從而起到吸音的作用。是一種消除雜訊公害,益於人們身心健康的好材料。作為吸音材料的多孔陶瓷要求較小的孔徑(20~150/um),相當高的氣孔率(>60%)及較高的機械強度。陶瓷所具有的優良的耐火性和耐候性,使它可用於變壓器、道路、橋梁等的隔音。現在已在高層建築、隧道、地鐵等防火要求極高的場合及電視發射中心、影劇院等有較高隔音要求的場合使用,效果很好。
隱身材料
多孔陶瓷吸波塗料是一種研製較多的吸波材料,它比鐵氧體、復合金屬粉末等吸波塗料的密度低、吸波性能好,而且還可以有效地減弱紅外輻射信號。另外,多孔陶瓷具有良好的力學性能、熱物理性能和化學穩定性,能滿足隱身的要求。著名的F-117隱身飛機的尾噴管就使用了多孔陶瓷基吸波材料達到飛機隱身的目的。
隔熱保溫材料
由於多孔陶瓷具有巨大的氣孔率和低的基體熱傳導系數,其最傳統的應用是作為隔熱材料。傳統的窯
爐、高溫電爐其內襯多為多孔陶瓷。為增加其隔熱性能還可將內部氣體抽真空。目前世界上最好的隔熱材料正是這種多孔陶瓷材料。高級的多孔陶瓷隔熱材料還可用於太空梭的外殼隔熱。除此以外,由於其多孔性還可以作為換熱材料用,且換熱充分。
多孔介質燃燒器
多孔介質燃燒器有功率大、范圍可調、高功率密度、極低的C0和N0x排放量、安全穩定燃燒等優點。而且很重要的一點是,多孔介質燃燒器的結構緊湊,尺寸大大減小,製造成本低,系統效率較高,消除了額外能耗。
生物工程材料
在傳統生物陶瓷基礎上研究開發的多孔生物陶瓷,由於生物相容性好,理化性能穩定,無毒副作用的特點而被用於製作生物材料。當用於修補骨缺損部位時,新生物將逐漸進入多孔陶瓷珊瑚狀孔隙內,慢慢將多孔陶瓷吸收,最終,這種多孔陶瓷將由新生骨制質取代。與傳統生物陶瓷相比,生物體內不會殘留任何異物,因而不易感染。國外利用多孔生物陶瓷修復頭蓋骨、大腿骨、脊椎骨、人造齒根等臨床實驗均已獲成功。
散氣(布氣)材料
多孔陶瓷還可用於氣-液、氣-粉兩相混合,即通常所說的布氣、散氣。通過多孔陶瓷的散氣作用,使兩相接觸面積增大而加速反應。目前活性污泥法處理城市污水中使用的多孔陶瓷布氣裝置就比較成功,不僅布氣效果好,而且使用壽命長。利用多孔陶瓷材料將氣體吹入粉料中,使粉料處於疏鬆和流化狀態,有利於混勻、傳熱和均勻受熱,能加速反應,防止團聚,便於粉料的輸送、加熱、乾燥和冷卻等,特別在水泥、石灰、和氧化鋁粉等粉料生產及輸送中有著良好的應用前景。
新能源材料
1) 多孔陶瓷因其與液體和氣體的接觸面積大,使電解池的槽電壓比使用一般材料低得多,而成為優良的電解隔膜材料,可大大降低電解槽電壓,提高電解效率,節約電能和昂貴的電極材料。目前陶瓷隔膜材料已用在化學電池、燃料電池、光化學電池中,特別是固體氧化物電池。
2)利用多孔陶瓷製備多孔電極。以多孔氣體擴散電極為例,它的比表面積不但比平板電極提高3~5個數量級,而且液相傳質層的厚度也從平板電極的10cm壓縮到1O~10cm,從而大大提高電極的極限電流密度,減少濃差極化。
敏感元件
陶瓷感測器的敏感元件工作原理是當微孔陶瓷元件置於氣體或液體介質中時,介質的某些成分被多孔體吸附或與之反應,使微孔陶瓷的電位或電流發生變化,從而檢驗出氣體或液體的成分。比較常用的有溫度感測器、濕度感測器、氣體感測器以及多功能感測器。
微孔膜
陶瓷分離膜因耐高溫、耐酸鹼、抗生物侵蝕、不老化、壽命長等優點,被開發應用於食品工業、生物化工、能源工程、環境工程、電子技術等領域。隨著材料科學技術的發展,納米級多孔無機膜的制備和應用成為人們目前研究的熱點。微孔無機膜還應用於光學、電子學、磁學等領域。
存在的問題:
材料的脆性;缺乏完整材料的大規模生產系統;缺乏對材料的孔徑大小、形狀分布等的精確控制方法;缺乏連續生產工藝;缺乏將孔結構與力學性能相聯系的有效模型;材料間連接技術的不足;多孔泡沫制備中溶劑提取法的簡化;合成催化劑的活性和尺寸選擇性;完整的膜凈化方法;生產成本高。
❸ 美的凈水器的濾芯多長時間換一次
2個月可清洗一次,特別是樹脂濾芯可泡過洗,陶瓷濾芯一般半年就可更換。 別忘了浮球也要洗的。 主要部分還是在上桶組件。
❹ 蜂窩陶瓷過濾片可以培養硝化菌嗎
可以。
硝化菌會形成菌膜吸附在固體表面進行繁衍,不喜光,蜂窩陶瓷過濾片表面積大,內部能避光,是硝化菌生長的有利環境。
❺ 蜂窩陶瓷支撐體為什麼用升為單位
關於這個蜂窩陶瓷支撐體的為什麼用升為單位這個我也不太清楚,是不是是不是不是他這個陶瓷體。本身就是計量單位就是用生啊,還說是他的標准或者國際標准還是用生來進行計量劑量的。
❻ 汽車尾氣處理的三元催化劑是什麼
三元催化劑是汽車尾氣三元催化轉化器里使用的催化劑,用於對汽車尾氣在排放前進行催化轉化,同時對CO、HC、NOx分別氧化,將有害氣體還原為對人體健康無害的二氧化碳(CO2)、氮氣(N2)和水蒸氣(H2O)。 三元催化劑具有高活性、高選擇性、高熱穩定性等良好性能,同時能去除汽車尾氣中的CO、HC及NOx等污染物,是較為理想的汽車尾氣催化劑。不過這種高科技的東西一般老百姓也不了解,三元催化器也容易老化,有很多弊端:1、由於汽車在行駛過程中常常會有發動機熄火,可能留有未燃混合氣在催化器中燃燒發生劇烈放熱反應,汽車連續高速大負荷運行,汽車突然制動、減速。這些現象使三元催化長期在高溫中工作引起失效,導致排氣管冒黑煙。2、化學中毒:燃油和潤滑油中的硫、磷、抗爆劑中的錳、鉛、燃油不完全燃燒產生的一氧化碳都會造成三元催化劑中毒失效,導致排放尾氣超標,驗車不合格。3、積碳:由於道路擁堵,或者駕駛習慣問題,造成三元催化積碳堵塞,導致排氣系統自燃。其實對付路面尾氣最簡單的就是選個好的空調濾芯,尾氣、PM2.5全擋在車外。我最近就試用了一款叫易可濾的空濾,非常好用,尾氣和灰塵都進不來了,有興趣的都可以嘗試下,好用的話受益的就是我們的身體。
❼ 陶瓷過濾板生產廠家推薦
陶瓷過濾板也有陶瓷濾膜、陶板、陶瓷板、濾板等多種叫法,它主要是由剛玉、碳化硅等材料,經過特殊的工藝製作而成的一種新型的過濾介質。陶瓷過濾板一般是呈粉紅色或者白色的塊狀物體。其中,它的出水口、定位座的主要成分是不銹鋼或是高分子材料。通常來說它是陶瓷過濾機不可或缺的組成部件,屬於多孔功能的陶瓷新型材料,應用及其廣泛。下面,小編將為大家推薦幾家陶瓷過濾板的生產廠家。

宜興市前錦特陶科技有限公司
廠家介紹:宜興市前錦特陶科技有限公司是一家集研發、生產、銷售為一體的綜合性高新技術企業。公司積極引進先進的生產工藝技術和國外的高檔進口設備,專業生產95瓷、99瓷、紡織陶瓷、電器陶瓷、金屬陶瓷、陶瓷過濾板等產品,具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等優點。
廠家地址:江蘇省宜興市新莊鎮工業集中區震澤北路
萍鄉市恆昌化工新材料有限公司
廠家介紹:萍鄉市恆昌化工新材料有限公司位於我國的工業陶瓷之都安源區,具有發達、便捷的區位優勢,是一家集科研,設計,銷售及售後服務為一體的綜合性企業。公司致力於鑽井泥漿處理劑、化工填料、陶瓷濾材濾料、陶瓷過濾板及各種環保設備等新材料的研發,產品廣泛地用於石油,化工,環保,冶金,電力,水泥等行業。
廠家地址:江西萍鄉市安源區西環路
江西省萍鄉市三和陶瓷有限公司
廠家介紹:江西省萍鄉市三和陶瓷有限公司是一家陶瓷專業技術力量非常雄厚,而且地理位置很優越的科技企業。公司的生產和經營的產品主要有:微孔陶瓷過濾器、稀士瓷砂、活性氧化鋁瓷球、高鋁研磨瓷球、蜂窩陶瓷、陶瓷過濾板等系列產品,憑借產品的優良品質和環保實用性獲得了良好的聲譽。
廠家地址:廣東東莞市樟木頭鎮
陶瓷過濾板可以有效去除鋁液中大塊夾雜物,起到提高物體的表面質量和產品性能提的作用。因此,它在鋁型材、鋁箔、鋁合金等生產領域都被廣泛應用。陶瓷過濾板的機械強度很高,化學性能也良好,有很強的過濾能力,耐磨性也極好,可以用於工業的固液分離、物料的脫水等,礦山業、煤炭業、造紙業、制葯業、化纖業、食品業、環保業等領域都能見到它的使用。
❽ 蜂窩陶瓷可以用作養魚的濾材嗎
可以,但是效果沒有專用魚池濾材好,現在魚池濾材專用的很多,細菌屋,玻璃環,生物呼吸環,細菌球等等
❾ 為什麼要在多孔陶瓷中生長
(1)氣孔率高。多孔陶瓷的重要特徵是具有中較多的均勻可控的氣孔。氣孔有開口氣孔和閉口氣孔之分,開口氣孔具有過濾、吸收、吸附、消除回聲等作用,而閉口氣孔則有利於阻隔熱量、聲音以及液體與固體微粒傳遞。
(2)強度高。多孔陶瓷材料一般由金屬氧化物、二氧化硅、碳化硅等經過高溫煅燒而成,這些材料本身具有較高的強度,煅燒過程中原料顆粒邊界部分發生融化而粘結,形成了具有較高
強度的陶瓷。
(3)物理和化學性質穩定。多孔陶瓷材料可以耐酸、鹼腐蝕,也能夠承受高溫、高壓,自身潔凈狀態好,不會造成二次污染,是一種綠色環保的功能材料。
(4)過濾精度高,再生性能好。用作過濾材料的多孔陶瓷材料具有較窄的孔徑分布范圍和較高的氣孔率與比表面積,被過濾物與陶瓷材料充分接觸,其中的懸浮物、膠體物及微生物等污染物質被阻截在過濾介質表面或內部,過濾效果良好。多孔陶瓷過濾材料經過一段時間的使用後,用氣體或者液體進行反沖洗,即可恢復原有的過濾能力。
材質
(1)高硅質硅酸鹽材料,它主要以硬質瓷渣、耐酸陶瓷渣及其他耐酸的合成陶瓷顆粒為骨料,具有耐水性、耐酸性,使用溫度達700℃。
(2)鋁硅酸鹽材料,它以耐火粘土熟料、燒礬土、硅線石和合成莫來石顆粒為骨料。具有耐酸性和耐弱鹼性,使用溫度達1 000℃。
(3)精陶質材料,它以多種粘土熟料顆粒與粘土等混合燒結,得到微孔陶瓷材料。
(4)硅藻土質材料,它主要以精選硅藻土為原料,加粘土燒結而成。用於精濾水和酸性介質。
(5)純炭質材料,它以低灰分煤或石油瀝青焦顆粒為原料,或加入部分石墨,用稀焦油粘結燒制而成,用於耐水、冷熱強酸、冷熱強鹼介質以及空氣的消毒和過濾等。
(6)剛玉和金剛砂材料,它以不同型號的電熔剛玉和碳化硅顆粒為骨料,具有耐強酸、耐高溫的特性
(7)堇青石、鈦酸鋁材料,其特點是熱膨脹系數小,因而廣泛用於熱沖擊環境。
添加劑
(1)助熔劑
陶瓷助熔劑的主要作用是降低燒成溫度,增加液相,擴大燒成范圍,提高坯體的力學強度和化學穩定性。常用的助熔劑有長石、珍珠岩、滑石、蛇紋石、硅灰石、石灰石、白雲石等。
(2)增塑劑
陶瓷增塑劑主要作用是提高陶瓷坯體的整體塑性,保證坯體具有一定的強度,使坯體在燒成前保持原有形狀。常用的增塑劑有粘性土、木節土、球土等。
(3)粘結劑
粘結劑是指為了提高坯體的強度或防止粉末偏析而添加到陶瓷坯料中的具有粘結作用的添加劑。粘結劑一般選擇易於在燒結前或燒結過程除掉的物質,如澱粉、石蠟、羧甲基纖維素、聚乙烯醇等。水玻璃具有較好的粘性,水分揮發後留下的硅酸鈉可以作為陶瓷的成分,所以也常被用作粘結劑。
(4)致孔劑
加入致孔劑是為了提高陶瓷的氣孔率、擴大比表面積。致孔劑主要有天然有機細粉、煤粉、石灰石、白雲石、燒沸石、珍珠岩、浮石等。一般來講,增加致孔劑的用量可以提高陶瓷的氣孔率,但是會引起陶瓷強度下降,因此必須控制致孔劑的添加比例。以石灰石和白雲石作致孔劑時,在煅燒過程分解生成的CaO和MgO具有助熔作用,如果在煅燒溫度過高、時間過長,會與原料中的部分物質形成玻璃相,填充部分已形成的氣孔,降低陶瓷的氣孔率
(5)流變劑
漿料的流動性能保證漿料在浸漬過程中能滲透到有機泡沫中,並均勻地塗敷在泡沫網路的孔壁上。漿料的觸變性即要求漿料具有在靜止時處於凝固狀態,但在外力作用下又恢復流動性的特性。良好的觸變性可以保證在浸漬漿料和擠出多餘漿料時,在剪切作用下降低粘度,提高漿料的流動性,有助於成型,而在成型結束時,漿料的粘度升高,流動性降低。這就使得附著在孔壁上的漿料容易固化而定型,避免了因為漿料的流動造成坯體嚴重堵孔而影響製品的均勻性。
(6)分散劑
為了提高漿料的固含量,無論是水基體系還是非水基體系均需加入分散劑。分散劑可以提高漿料的穩定性,阻止顆粒再團聚,進而提高漿料的固含量。
(7)消泡劑和表面活性劑
為了防止漿料在浸漬和擠出多餘漿料的過程中起泡而影響製品的性能,需加入消泡劑,一般採用低分子量的醇和硅酮。陶瓷漿料為水基漿料時,如果有機泡沫與漿料之間的潤濕性差,在浸漬漿料時就會出現泡沫結構的交叉部分附著較厚的漿料,而在結構的橋部和棱線部分附著很薄的漿料的現象。這種情況嚴重時會導致燒結過程中坯體開裂,使多孔陶瓷的強度明顯降低。因此,通常採用添加表面活性劑的方法以改善陶瓷漿料與有機泡沫體之間的附著性來解決此問題。
制備
發泡工藝
發泡工藝是陶瓷組分添加有機或無機化學物質,通過化學反應等產生揮發氣體,經乾燥和燒成製成多孔陶瓷。發泡工藝與泡沫浸漬工藝相比,更容易控制製品的形狀、成分和密度,並可制備各種氣孔形狀和大小的多孔陶瓷,特別適用於制備閉氣孔的陶瓷材料。用來做發泡劑的化學物質有很多種類,例如,用碳化鈣、氫氧化鈣、鋁粉硫酸鋁和雙氧水作發泡劑;由親水性聚氨脂塑料和陶瓷泥漿同時發泡製備多孔陶瓷;用硫化物和硫酸鹽混合作發泡劑等。
添加成孔劑工藝
此工藝是通過在陶瓷配料中添加造孔劑,利用造孔劑在坯體中占據一定的空間,然後經過燒結,造孔劑離開而形成氣孔來制備多孔陶瓷。添加造孔劑制備多孔陶瓷的工藝流程與普通的陶瓷工藝流程相似。造孔劑的種類有無機和有機兩類,無機造孔劑有碳酸銨、碳酸氫銨、氯化銨等高溫可分解的鹽類,以及煤粉、碳粉等。有機造孔劑主要是天然纖維、高分子聚合物和有機酸等。造孔劑顆粒的形狀和大小決定了多孔陶瓷材料氣孔的形狀和大小。多孔陶瓷材料的成型方法與普通陶瓷的成型方法類似,主要有模壓、擠壓、等靜壓、扎制、注射和粉漿澆注等。
有機泡沫浸漬工藝
有機泡沫浸漬法是用有機泡沫浸漬陶瓷漿料,乾燥後燒掉有機泡沫,獲得多孔陶瓷的一種方發泡工藝法。該法適於制備高氣孔率、開口氣孔的多孔陶瓷。這種方法制備的泡沫陶瓷是目前最主要的多
孔陶瓷之一。
溶膠-凝膠工藝
溶膠- 凝膠工藝主要利用凝膠化過程中膠體粒子的堆積以及凝膠處理、熱處理等過程中留下小氣孔,形成可控多孔結構。這種方法大多數產生納米級氣孔,多用來生產微孔陶瓷。溶膠-凝膠工藝是一種新的制備多孔陶瓷的工藝,與其它工藝相比有其獨特之處。例如,用溶膠-凝膠法制備氧化鋁多孔陶瓷,與顆粒混合、泡沫浸漬、噴霧乾燥顆粒等方法相比較,溶膠-凝膠法可進一步改善氧化鋁多孔陶瓷孔徑分布的控制、相變、純度及顯微結構。
擠出成型多孔蜂窩陶瓷
蜂窩陶瓷的成型方法有許多種,擠出成型是最普遍採用的製造方法之一。它的工藝流程為:原料合成-混和-擠出成型-乾燥-燒成製品
固相燒結工藝
固相燒結工藝利用微細顆粒易於燒結的特點,在骨料中加入相同組分的微細顆粒,在一定的溫度下微細顆粒通過蒸發和遷移,在大顆粒連接部燒結,從而將大顆粒連接起來。由於每一粒骨料僅在幾個點上與其他顆粒發生連接,因而在燒結體中形成大量的三維貫通孔道。
凝膠注模工藝
凝膠注模工藝源於20世紀90年代,美國橡樹嶺國家實驗室最早將傳統陶瓷成型技術與高分子化學反應結合在一起,研製出這種新型陶瓷製備工藝。凝膠注模工藝過程是一個原位成型過程,主要利用有機單體或少量添加劑的化學反應原位凝固成型,獲得具有良好微觀均勻性和一定強度的坯體,而後燒結製得成品。
冷凍乾燥工藝
在該工藝中,讓冰將柱狀的凝膠包圍和隔離著,並且控制溶液中冰的生長方向為單向生長,冰溶化後纖維就形成了。在另外一種制備孔陶瓷的凍干工藝中,溶劑是直接由固態到氣態升華而排除的。通過控制金屬鹽溶液的冷凍方向獲得了方向性好、氣孔率很高(>90%)的多孔陶瓷。
自蔓延高溫合成(SHS) 工藝
燃燒合成, 又稱自蔓延高溫合成用燃燒合成技術制備多孔材料的主要過程是放熱反應,化學反應釋放出來的熱量維持反應的自我進行,合成新物質的同時獲得了所期望的多孔材料,包括具有一定形狀的多孔材料。燃燒合成過程總是伴隨著燒結現象,燒結體的孔隙度很高,可以達到50%左右,甚至更高。SHS與常規方法相比主要有以下特點和優勢:合成反應過程迅速,能大量節省能源,產品純度高,工藝相對簡單,適合於制備各類無機材料。SHS 存在的主要不足之處是反應快迅速,試樣的燒結尺寸難以控制。
水熱-熱靜壓工藝
該工藝通過水作為壓力傳遞介質制備各種孔徑多孔陶瓷。其簡單制備步驟為:硅凝膠和10%(質量百分數)的水混合,置於高壓釜中(壓力10—15MPa,溫度300℃),通過水蒸汽的揮發而製成多孔陶瓷。水熱-熱靜壓工藝中,反應時間一般為10—180 min。在25MPa下處理60min,製得的多孔陶瓷材料體積密度為0.88 g/cm,孔體積為0.59cm/g,孔尺寸分布范圍為30~50nm,抗壓強度高達80MPa。多孔陶瓷水熱-熱靜壓工藝具有以下優點:製得的多孔陶瓷材料抗壓強度高、性能穩定、孔徑分布范圍廣。
組織遺傳制備工藝
該工藝是利用植物材質(木材、竹子等)的天然多孔組織,將其在800~1000℃下和惰性氣體環境中熱解碳化得到與木材多孔結構幾乎完全相同的碳預制體。然後以碳預制體為模板,1600℃時液態硅蒸發形成的硅蒸汽滲入模板與碳化合形成多孔碳化硅陶瓷。該工藝過程簡單,成本低廉,但製品的孔結構主要決定於材質本身的組織,可設計性較差,同時SiC的轉化率相對較低。也可將木材在真空中浸漬滲入樹脂,之後在1200℃左右熱解,冷卻後得到一定孔隙率的木材陶瓷。
離子交換法
層狀硅酸納晶體與十八烷基三甲基溴化銨在水中充分混合, 硅酸鹽層間的陽離子與銨鹽陽離子將自發地進行交換, 由於銨鹽離子體積較大, 硅酸鹽的片層結構會因銨鹽的引入而發生彎曲變形, 彎曲的片層之間發生縮聚, 將有機物包圍在片層當中, 經高溫燒結除去有機物, 即形成多孔SiO2。目前,人們正在研究這種多孔材料的穩定性和比表面積問題, 並期望將其應用於催化或吸附系統中。
應用
載體
多孔陶瓷具有良好的吸附能力和活性。被覆催化劑後,反應流體通過泡沫陶瓷孔道,將大大提高轉化效率和反應速率。由於多孔陶瓷具有比表面積高、熱穩定性好、耐磨、不易中毒、低密度等特點,作為汽車尾氣催化凈化器載體已被廣泛使用除了作催化劑載體外,它還可以作為其它功能性載體,例如葯劑載體、微晶載體、氣體儲存等。
過濾和分離
1.超純水的制備和除菌
用硅藻土或粘土熟料質製成的多孔陶瓷濾芯,已用於飲水、石油油井注水用水等的除菌和凈化,還用於注射液的消毒過濾,以及電子工業、醫葯工業、光學透鏡研磨用的超純水的凈化等。
2.廢水處理
用多孔陶瓷過濾工業廢水和生活污水已成為廢水處理和凈化的重要發展方向,適用各種污染廢水,效率高,成本低。
3.腐蝕性流體過濾
多孔陶瓷的強耐腐蝕性使其在過濾酸性、鹼性等腐蝕性液體或氣體時顯示出特有的優勢。
4.熔融金屬過濾
經多孔陶瓷的過濾能除去熔融金屬中大部分的夾雜物和氣體等雜質,提高金屬材料的強度等內在質量。特別在電子元件、電線用金屬和精密鑄造用金屬方面尤其重要。
5.高溫氣體過濾
高溫煙氣的除塵、高溫煤氣的凈化等高溫氣體的過濾都必須使用耐高溫的多孔陶瓷。
6.醫葯工業食品工業過濾
多孔陶瓷由於具有耐高溫、耐腐蝕和良好的生物、化學相容性,因而可用於醫葯工業中的疫苗、酶、病毒、核酸、蛋白質等生理活性物質的濃縮、分離、精製等。在食品、飲料工業中,特別適用於色、香、味強的飲料及低度酒類的過濾,並可望在啤酒(尤其是生啤)的生產中發揮不可替代的作用。
7.放射性物質的過濾
核電廠等產生大量放射性廢物,經過燃燒能成為化學穩定的固體粉末,多孔陶瓷能將其固化,保管起來方便又經濟。
吸音材料
多孔陶瓷具有連通開氣孔,當聲波傳入時,在很小的氣孔內受力振盪。振動受到的摩擦和阻礙,使聲波傳播受到抑制,導致聲音衰減,從而起到吸音的作用。是一種消除雜訊公害,益於人們身心健康的好材料。作為吸音材料的多孔陶瓷要求較小的孔徑(20~150/um),相當高的氣孔率(>60%)及較高的機械強度。陶瓷所具有的優良的耐火性和耐候性,使它可用於變壓器、道路、橋梁等的隔音。現在已在高層建築、隧道、地鐵等防火要求極高的場合及電視發射中心、影劇院等有較高隔音要求的場合使用,效果很好。
隱身材料
多孔陶瓷吸波塗料是一種研製較多的吸波材料,它比鐵氧體、復合金屬粉末等吸波塗料的密度低、吸波性能好,而且還可以有效地減弱紅外輻射信號。另外,多孔陶瓷具有良好的力學性能、熱物理性能和化學穩定性,能滿足隱身的要求。著名的F-117隱身飛機的尾噴管就使用了多孔陶瓷基吸波材料達到飛機隱身的目的。
隔熱保溫材料
由於多孔陶瓷具有巨大的氣孔率和低的基體熱傳導系數,其最傳統的應用是作為隔熱材料。傳統的窯
爐、高溫電爐其內襯多為多孔陶瓷。為增加其隔熱性能還可將內部氣體抽真空。目前世界上最好的隔熱材料正是這種多孔陶瓷材料。高級的多孔陶瓷隔熱材料還可用於太空梭的外殼隔熱。除此以外,由於其多孔性還可以作為換熱材料用,且換熱充分。
多孔介質燃燒器
多孔介質燃燒器有功率大、范圍可調、高功率密度、極低的C0和N0x排放量、安全穩定燃燒等優點。而且很重要的一點是,多孔介質燃燒器的結構緊湊,尺寸大大減小,製造成本低,系統效率較高,消除了額外能耗。
生物工程材料
在傳統生物陶瓷基礎上研究開發的多孔生物陶瓷,由於生物相容性好,理化性能穩定,無毒副作用的特點而被用於製作生物材料。當用於修補骨缺損部位時,新生物將逐漸進入多孔陶瓷珊瑚狀孔隙內,慢慢將多孔陶瓷吸收,最終,這種多孔陶瓷將由新生骨制質取代。與傳統生物陶瓷相比,生物體內不會殘留任何異物,因而不易感染。國外利用多孔生物陶瓷修復頭蓋骨、大腿骨、脊椎骨、人造齒根等臨床實驗均已獲成功。
散氣(布氣)材料
多孔陶瓷還可用於氣-液、氣-粉兩相混合,即通常所說的布氣、散氣。通過多孔陶瓷的散氣作用,使兩相接觸面積增大而加速反應。目前活性污泥法處理城市污水中使用的多孔陶瓷布氣裝置就比較成功,不僅布氣效果好,而且使用壽命長。利用多孔陶瓷材料將氣體吹入粉料中,使粉料處於疏鬆和流化狀態,有利於混勻、傳熱和均勻受熱,能加速反應,防止團聚,便於粉料的輸送、加熱、乾燥和冷卻等,特別在水泥、石灰、和氧化鋁粉等粉料生產及輸送中有著良好的應用前景。
新能源材料
1) 多孔陶瓷因其與液體和氣體的接觸面積大,使電解池的槽電壓比使用一般材料低得多,而成為優良的電解隔膜材料,可大大降低電解槽電壓,提高電解效率,節約電能和昂貴的電極材料。目前陶瓷隔膜材料已用在化學電池、燃料電池、光化學電池中,特別是固體氧化物電池。
2)利用多孔陶瓷製備多孔電極。以多孔氣體擴散電極為例,它的比表面積不但比平板電極提高3~5個數量級,而且液相傳質層的厚度也從平板電極的10cm壓縮到1O~10cm,從而大大提高電極的極限電流密度,減少濃差極化。
敏感元件
陶瓷感測器的敏感元件工作原理是當微孔陶瓷元件置於氣體或液體介質中時,介質的某些成分被多孔體吸附或與之反應,使微孔陶瓷的電位或電流發生變化,從而檢驗出氣體或液體的成分。比較常用的有溫度感測器、濕度感測器、氣體感測器以及多功能感測器。
微孔膜
陶瓷分離膜因耐高溫、耐酸鹼、抗生物侵蝕、不老化、壽命長等優點,被開發應用於食品工業、生物化工、能源工程、環境工程、電子技術等領域。隨著材料科學技術的發展,納米級多孔無機膜的制備和應用成為人們目前研究的熱點。微孔無機膜還應用於光學、電子學、磁學等領域。
存在的問題:
材料的脆性;缺乏完整材料的大規模生產系統;缺乏對材料的孔徑大小、形狀分布等的精確控制方法;缺乏連續生產工藝;缺乏將孔結構與力學性能相聯系的有效模型;材料間連接技術的不足;多孔泡沫制備中溶劑提取法的簡化;合成催化劑的活性和尺寸選擇性;完整的膜凈化方法;生產成本高。