孔陶瓷的使用可以追溯到19世紀(jì)70年代,到了20世紀(jì)70年代,一些發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本在此種材料上的開發(fā)及使用上得到了長(zhǎng)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(jī)泡沫浸漬法,使多孔陶瓷的制備又邁上了一個(gè)新的起點(diǎn)。在70年代初,歐美國(guó)家就積極開展該工藝的研究,并研制出可過(guò)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(guò)濾器,這些國(guó)家已有先進(jìn)的成型、燒成設(shè)備和完善的生產(chǎn)工藝制度,可實(shí)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(guò)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(jìn)步。美國(guó)的Ultramet公司,利用有機(jī)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(jī)械性能。目前,世界上生產(chǎn)泡沫陶瓷最大的廠家是美國(guó)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(jī)成型,坯體為微波干燥,高溫輥道窯采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控連續(xù)燒成,整個(gè)生產(chǎn)工藝達(dá)到了很高的技術(shù)水平。
在國(guó)外,自1978年起就已經(jīng)將泡沫陶瓷過(guò)濾器用作鋁合金鑄件的過(guò)濾,并取得了良好的效果。1984年美國(guó)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(guò)濾器過(guò)濾普通碳鋼和馬氏體時(shí)效硬化不銹鋼,取得了滿意的效果。近年來(lái)國(guó)外已研制出能滿足各種性能需要的泡沫陶瓷過(guò)濾器,在過(guò)濾鋁、銅、鋅、錫這些有色金屬及低熔溫度合金時(shí),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(shí),由于化學(xué)活性和澆鑄溫度高,通常使用SiC質(zhì)的具有較好化學(xué)穩(wěn)定性的高溫泡沫陶瓷過(guò)濾器。不同氣孔率的過(guò)濾器應(yīng)用于不同的鑄鐵件,通常把12個(gè)氣孔/cm的小型過(guò)濾器用于可鍛鑄鐵的澆鑄,8個(gè)氣孔/cm的過(guò)濾器用于灰口鐵的精煉,4個(gè)氣孔/cm的過(guò)濾器用于鑄造高強(qiáng)度的球磨鑄鐵制造大型鑄件。目前,日本、美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等國(guó)家,大多使用氧化鋁、二氧化鋯以及莫來(lái)石制成的泡沫陶瓷過(guò)濾器。使用泡沫陶瓷過(guò)濾器過(guò)濾熔融金屬時(shí),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(jiǎn)單,節(jié)省能源,降低成本,而且過(guò)濾均勻,離散較小,過(guò)濾效率高。
我國(guó)1954年才開始進(jìn)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(dá)國(guó)家相比,我國(guó)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(shí)驗(yàn)室階段,科技與生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化率較低,但經(jīng)過(guò)我國(guó)材料學(xué)界科學(xué)工作者多年的努力,仍取得了較大的進(jìn)步。而且部分產(chǎn)品已投入市場(chǎng)。
泡沫陶瓷的應(yīng)用發(fā)展有以下幾個(gè)方面:
(1)泡沫陶瓷主要應(yīng)用于金屬熔液的過(guò)濾。金屬過(guò)濾技術(shù)自 20 世紀(jì) 70 年代開始,經(jīng)過(guò)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(yīng)用方面也由最初的鋁液過(guò)濾到鑄鐵、鑄銅、鑄鋼、鎂合金等領(lǐng)域,目前在國(guó)內(nèi)泡沫陶瓷過(guò)濾器主要應(yīng)用于汽車配件、柴油機(jī)配件、壓縮機(jī)、風(fēng)電鑄件、高檔機(jī)床鑄件等,并在很大程度上提高了我國(guó)鑄件的品質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)力,同時(shí)增加了鑄造企業(yè)的利潤(rùn)。
(2) 作為催化劑載體應(yīng)用到汽車尾氣處理上等。目前國(guó)內(nèi)對(duì)汽車必須配備尾氣裝置的呼聲很高,汽車制造廠也決心進(jìn)行這項(xiàng)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(fèi)能源,而且還產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染,因此,對(duì)廢熱氣等的處理值得重視。
(4) 作為過(guò)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(guò)濾特別是食品、醫(yī)藥等方面的應(yīng)用,以其耐蝕、耐藥的優(yōu)點(diǎn)令人感興趣。
(5) 更新性能的獲得,特別是電化學(xué)、光學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域應(yīng)用的新型多孔材料,有許多獨(dú)有的特點(diǎn)。泡沫陶瓷是一種新型功能陶瓷,對(duì)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@www.thalamus-books.com