多孔陶瓷材料

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1、多孔陶瓷材料的應(yīng)用及發(fā)展方向徐曉蕾（材料學(xué)院焊接專業(yè)，0840604203）摘要:介紹新型材料多孔陶瓷的特性和在諸多領(lǐng)域的應(yīng)川，以及未來(lái)多孔陶瓷的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：多孔陶瓷；應(yīng)用；發(fā)展方向引言在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的浪潮中，壞境與資源是人類遇到的兩人難題，人們對(duì)節(jié)省資源、保護(hù)壞境的耍求越來(lái)越高。多孔陶瓷正是適應(yīng)了這種形勢(shì)發(fā)展需求的新材料，它能夠提高效率、節(jié)約能源，尤具在環(huán)境保護(hù)方面發(fā)揮著越來(lái)越人的作用。多孔陶瓷在各行各業(yè)的應(yīng)用己經(jīng)越來(lái)越普遍地體現(xiàn)出了這兩人方面的意義?？梢灶A(yù)計(jì)，多孔陶瓷將成為非常有活力、有發(fā)展前途的新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。多孔陶瓷是一種經(jīng)高溫?zé)?、?nèi)部具有大

2、量彼此相通并與材料表面也相貫通的孔道結(jié)構(gòu)的陶瓷材料。多孔陶瓷的種類很多，冃前研制及生產(chǎn)的所有陶瓷材料幾乎均可以通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に囍瞥啥嗫左w。多孔陶瓷材料一般具有以卜-特性：化學(xué)穩(wěn)定性好，通過(guò)材質(zhì)的選擇和工藝的控制，可制成使用于各種腐蝕壞境的多孔陶瓷；具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，在氣壓、液壓或具他應(yīng)力載荷F,多孔陶瓷的孔道形狀和尺寸不會(huì)發(fā)牛變化；耐熱性好，用耐高溫陶瓷制成的多孔陶瓷可過(guò)濾熔融鋼水和高溫氣體；具有高度開(kāi)口、內(nèi)連的氣孔；兒何表面積與體積比高；孔道分布較均勻，氣孔尺寸可控，在0.05'600Mm范圍內(nèi)可以制出所選定孔道尺寸的多孔陶瓷制品。多孔陶瓷的應(yīng)用1金

3、屬鑄造多孔陶瓷在鑄造業(yè)屮的一個(gè)非常'重要應(yīng)用就是用作熔融金屬過(guò)濾器。陶瓷過(guò)濾器凈化金屬液的機(jī)理除了機(jī)械和反應(yīng)過(guò)濾外，更重要的是對(duì)金屈液起“整流”作用，這種作用使得金屬液渣包被破壞，同時(shí)延長(zhǎng)渣上浮時(shí)間，從而達(dá)到凈化金屬液的作用。自從60年代中期多孔陶瓷過(guò)濾器首次用于處理鋁合金以來(lái)，陶瓷材料的發(fā)展及澆鑄操作技術(shù)的提高已使它們的應(yīng)用擴(kuò)人到包括熔模精密鑄造、鋼鑄造工業(yè)及工業(yè)鑄件等方面，即提高它們的機(jī)械性能，降低鑄件廢品率，提高鑄件工藝岀品率，延長(zhǎng)金屈切削加工刀具壽命等。多孔陶瓷過(guò)濾器在鋼的連鑄中的應(yīng)用使鋼水的潔凈度和產(chǎn)量得到提高，不僅降低了非金屬夾朵物含量，而口有效

4、地減少了水口堵塞。近年來(lái)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家所有的鑄件幾乎全部采用多孔陶瓷型內(nèi)過(guò)濾澆鑄工藝，并把此項(xiàng)工藝作為牛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件的關(guān)鍵技術(shù)。多孔陶瓷在鑄造業(yè)屮的另一個(gè)重耍應(yīng)用就是用于制備金屈基一網(wǎng)狀陶瓷復(fù)合材料，這種材料系用鑄造方法在預(yù)制多孔陶瓷屮澆入金屬而成。市于這類材料比普通鑄件具有較人的阻尼系數(shù)，它將為機(jī)械工程解決振動(dòng)問(wèn)題提供了一條新的途徑。2、石油化工對(duì)于具冇連通氣孔的多孔陶瓷，當(dāng)通過(guò)流體時(shí)，骨架對(duì)流體具冇很好的接觸、攪拌效果以及阻扌當(dāng)大顆粒的作用。這些特性使得多孔陶瓷在化工生產(chǎn)中具冇重要應(yīng)用，如除臭裝置等用的催化劑載體、氣體吸收塔、蒸謂塔的填料以及流化床中的過(guò)濾

5、器等。利川多孔陶瓷向液體中吹入反應(yīng)氣體，川吹氧方法培養(yǎng)微生物等。利川多孔陶瓷制成的酸性溶液電解用隔膜，可以防止電極間生成的物質(zhì)與電解液相混合，提高電解效率。3、核電工業(yè)從原了能發(fā)電廠產(chǎn)生的大量放射性廢物中，大部分是口J燃物，因此，需要經(jīng)燃燒使其變?yōu)樵诨瘜W(xué)上穩(wěn)定的灰。在燃燒過(guò)程中，放射性固體顆粒混入高溫廢氣中排除，利用多孔陶瓷可以收集放射性的固體顆粒，進(jìn)行再燃燒，實(shí)現(xiàn)凈化處理，這樣保管起來(lái)既安全又經(jīng)濟(jì)。4、食品加工由于多孔陶瓷過(guò)濾液體時(shí)，沒(méi)冇溶出物，不會(huì)污染食品。因此，制糖和釀造工業(yè)使用預(yù)涂層多孔陶瓷過(guò)濾器進(jìn)行最后階段的精密過(guò)濾，進(jìn)行啤酒、醋、酒的精加工。川這

6、種方法精密過(guò)濾生啤酒時(shí)，可省掉加熱處理工序，與其它方法相比，啤酒味道更美。5、能源領(lǐng)域由于高開(kāi)氣孔率多孔陶瓷具冇較大的表面積、密度低、熱阻大等特性，使得它在能源領(lǐng)域中獲得垂要應(yīng)用，如川作固體熱轉(zhuǎn)換元件、多孔燃燒器。將多孔陶瓷換熱元件置于燃燒氣體通路中，能吸收排氣中的熱，然后以固體輻射的形式輻射到加熱爐一側(cè)，回收余熱,可大幅度節(jié)能燃燒消耗量。多孔陶瓷燃燒器具冇耐高溫、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，它不僅節(jié)能,而可以減少NOx的排除物，是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型技術(shù)，具冇I?分誘人的應(yīng)川前景。6、環(huán)保領(lǐng)域多孔陶瓷在環(huán)保領(lǐng)域中的一個(gè)垂要應(yīng)用就是作為汽車尾氣催化凈化器，不僅口J以收

7、集柴油機(jī)排出的黑煙顆粒，還可以將廢氣中的CO轉(zhuǎn)化為C02,NOX轉(zhuǎn)化為N02,CnIIrn轉(zhuǎn)化為出0和C02o此外，它還町以用于高溫廢氣的凈化器、污水處理散氣裝置以及控制噪聲的吸聲材料等。7、生物領(lǐng)域網(wǎng)眼型多孔陶瓷與人體的海綿骨具冇近乎相同的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。rh于這種多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能使骨組織長(zhǎng)入孔隙中，使種植體與生物體Z間產(chǎn)生更為牢靠的固定，所以多孔生物陶瓷材料特別是網(wǎng)眼多孔輕基磷灰石材料將成為非常重要的骨移植材料，并成為當(dāng)前無(wú)機(jī)生物材料研究中的熱點(diǎn)。多孔陶瓷發(fā)展方向近些年，多孔陶瓷的發(fā)展比較迅速，多孔陶瓷的應(yīng)用也非常廣泛。從專利的申請(qǐng)情況可以看出，多孔陶瓷的應(yīng)

8、用已經(jīng)涉及到人類?；詈蜕鐣?huì)發(fā)展的各個(gè)方面。雖然目前仍