1. Dagli anni '60Nel 1963, lo scienziato americano Schwartzwalder inventò il metodo di impregnazione con schiuma organica. Le ceramiche porose venivano ottenute impregnando la sospensione ceramica con uno scheletro di schiuma organica e rimuovendo le sostanze organiche ad alta temperatura, ponendo le basi per la preparazione delle ceramiche espanse (a base di allumina), che costituiscono la fonte tecnica dei trucioli di ceramica espansa di allumina.
2. Dagli anni '70---1978, Mollard FR e Davidson N degli Stati Uniti hanno sviluppatofiltro in schiuma ceramica di alluminache può essere utilizzato per la filtrazione delle fusioni di leghe di alluminio mediante il metodo di impregnazione con schiuma organica utilizzando allumina e caolino come materie prime principali, migliorando notevolmente la qualità delle fusioni e riducendo il tasso di scarto, segnando l'ingresso ufficiale dei trucioli ceramici in schiuma di ossido di alluminio nella fase di applicazione industriale e promuovendone lo sviluppo su larga scala.
3. Negli anni '80---Europa, Stati Uniti, Giappone e altri paesi si sono confrontati nella ricerca e nello sviluppo di filtri ceramici in schiuma di vari materiali e specifiche. La produzione è stata incentivata alla meccanizzazione e all'automazione, e i prodotti sono stati serializzati e standardizzati.
La Cina ha avviato la ricerca sulle ceramiche in schiuma di allumina all'inizio degli anni '80. L'Università di Tecnologia di Harbin, l'Istituto di Tecnologia per la Produzione Meccanica di Shanghai e altri istituti hanno assunto un ruolo guida nello svolgimento di tali attività, realizzando gradualmente l'autonomia tecnologica e l'industrializzazione, e riducendo il divario con il mercato internazionale.
Il processo principale è l'impregnazione con schiuma organica e le fasi sono le seguenti:
1. Preparazione della sospensione:Mescolare la polvere di allumina, il legante, il disperdente, l'agente sinterizzante e l'acqua, e mescolare fino a ottenere una sospensione uniforme con un elevato contenuto di solidi e una bassa viscosità.
2. Impregnazione e sospensione in sospensione:Immergere la struttura prefabbricata in schiuma organica (come una spugna di poliuretano) nella poltiglia e far aderire uniformemente la poltiglia alle pareti dei fori della struttura in schiuma mediante estrusione e rullatura per rimuovere la poltiglia in eccesso.
3. Essiccazione e stagionatura:Dopo aver applicato la pasta adesiva, posizionare il corpo in schiuma appeso nel forno di essiccazione e asciugarlo a 80-120 °C per solidificare l'adesivo, migliorare la resistenza del corpo e prevenire deformazioni durante le successive lavorazioni.
4. Sgrassaggio e rimozione della colla:Inserire il corpo verde essiccato nel forno di sinterizzazione e riscaldarlo a 400-600 °C per far sì che la struttura in schiuma organica e il legante si decompongano e volatilizzino completamente, formando un corpo verde di allumina porosa. In questa fase, è necessario controllare la velocità di riscaldamento per evitare che il corpo verde si crepi.
5. Sinterizzazione ad alta temperatura:Il corpo verde sgrassato viene riscaldato a 1400-1600 °C per la sinterizzazione, in modo che le particelle di ossido di alluminio subiscano una reazione in fase solida, i grani crescano e si combinino strettamente, formando uno scheletro ceramico ad alta resistenza, e ottenendo infine scaglie ceramiche di schiuma di ossido di alluminio.
6. Post-elaborazione:Tagliare, lucidare e pulire secondo le specifiche per ottenere prodotti finiti con dimensioni e precisione conformi alle indicazioni.
1. Elevata porosità:La porosità è generalmente compresa tra il 60% e il 90%, e la dimensione dei pori può essere regolata (da decine di micrometri a pochi millimetri), con pori interconnessi.
2. Bassa densità:La densità apparente è di soli 0,3-1,2 g/cm³, molto inferiore a quella delle ceramiche di allumina dense (circa 3,95 g/cm³).
3. Resistenza alle alte temperature:La temperatura di utilizzo a lungo termine può raggiungere i 1200-1600 ℃, mentre a breve termine può resistere ad alte temperature fino a 1800 ℃, senza fondersi o ammorbidirsi.
4. Resistenza alla corrosione:Resistenza agli acidi e alle basi (ad eccezione di ambienti fortemente alcalini), resistenza ai solventi chimici, superiore ai materiali porosi metallici.
5. Buone prestazioni di filtrazione:La struttura porosa interconnessa è in grado di intercettare efficacemente le particelle solide presenti nel fluido con bassa resistenza al flusso.
6. Isolamento termico:L'elevata porosità ostacola la conduzione e la convezione del calore, rendendolo un eccellente materiale isolante per alte temperature.
7. Resistenza meccanica moderata:La resistenza alla compressione e alla flessione soddisfano i requisiti dell'uso industriale e presentano un certo grado di tenacità, non essendo facilmente fragili.
8. Elevata personalizzazione:È possibile personalizzare diverse dimensioni, forme e densità di pixel (PPI), in modo da soddisfare le esigenze di diverse applicazioni.
- campo di filtrazione ad alta temperatura
1. Filtrazione del metallo fuso:Durante la fusione di metalli non ferrosi come alluminio, rame, zinco, ecc., il processo filtra le inclusioni di ossido e le particelle di impurità presenti nella massa fusa, migliorando così la purezza del getto.
2. Filtrazione dei gas di scarico ad alta temperatura:Utilizzato per la rimozione di polveri dai fumi ad alta temperatura in settori quali la metallurgia, l'ingegneria chimica e l'incenerimento dei rifiuti, intercetta le particelle di polvere e purifica i gas.
- campo dell'isolamento termico
1. Rivestimento per forni industriali:Strato isolante per forni ceramici, forni metallurgici e forni per vetro, progettato per ridurre la dispersione di calore e risparmiare energia.
2. Componenti aerospaziali:Essendo materiali isolanti per veicoli spaziali e motori, sono in grado di resistere ad ambienti ad alta temperatura.
- Campo di trasporto catalitico
1. Trattamento dei gas di scarico automobilistici:Può essere caricato con catalizzatori per sostituire alcuni supporti metallici, utilizzato per la conversione catalitica di sostanze nocive nei gas di scarico.
2. Catalisi chimica:Come supporto per catalizzatori nelle reazioni chimiche, aumenta la superficie di contatto con il reagente e migliora l'efficienza catalitica.
- Altri campi
1. Assorbimento del suono e riduzione del rumore:Utilizzati come materiali fonoassorbenti in ambienti ad alta temperatura e corrosivi, come vani motore e strati di isolamento acustico negli impianti industriali.
2. Biomedicina:Le ceramiche in schiuma di allumina ad elevata purezza possono essere utilizzate come scaffold per l'ingegneria dei tessuti ossei, grazie alla loro buona biocompatibilità.
Alinna Wang
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Data di pubblicazione: 22 gennaio 2026