Putplasčio keramika užima ypatingą vietą medžiagų mokslo ir jo pažangos srityje. Minimalus medžiagos tankis, poringumas ir puikios izoliacinės savybės leidžia ją naudoti įvairiose srityse. Žemiau pateiktame straipsnyje aptariami skirtingi aspektai ir aprašomi įvairūs galimi putplasčio gamybos būdai.Keramikos gamyba.
Kas išgarsina keramines ir metalines putas?
Putplasčiai, keraminiai arbametalo putosyra pagaminti užpildant dujas pagrindinės medžiagos porose. Poros gali būti sandarios arba uždaros, arba sujungtos ir paliktos atviros. Pagrindinis dalykas, apibrėžiantis putų savybę, yra jų porų dydis. Paprastai poros arba tuštumai sudaro 75–90 % pagrindinės medžiagos.
Aliuminio putos ir keraminės putos: palyginimas
Aliuminio putos
Paprastai tariant, metalo putos yra metalas, užpildytas porėtomis dujų ertmėmis, kurios sudaro didelę jų tūrio dalį. Aukštos kokybės metalo putos paprastai gaminamos iš aliuminio kaip pagrindinio metalo. Aliuminismetalo putospagamintas iš aliuminio, kuriame dujos sukuria poras karštame metale. Dujos arba dispergentas gali būti naudojami poroms išlydytame aliuminyje sukurti.
Struktūraaliuminio metalo putplastisturi tarpusavyje sujungtus aliuminio pluoštus, kurie iš esmės yra dviejų tipų. Dviejų tipųAliuminio metalo putplastisyra atviro tipo ląstelėsaliuminio putplastisarba uždarų ląstelių tipo. Pagrindinis šių aliuminio putų panaudojimo būdas yra tas, kad jas galima keisti atsižvelgiant į reikalingas palankias savybes. Didelis paviršiaus plotas, skirtinga morfologija ir lengvas svoris yra patrauklios jų savybės.Aliuminio putos.
Aliuminio putų savybės
Aliuminio putospaprastai lieka inertiški liepsnai
Thealiuminio putplastisKiekvienos ląstelės dydis yra nuo 2 iki 11 mm, o poringumas – apie 70–90 %.
Putplasčio matmenys gali būti keičiami atsižvelgiant į pritaikymą, o jų stiprumas siekia 44 MPa.
Thealiuminio metalo putplastisJo varža yra didesnė nei įprasto aliuminio, kuri yra maždaug 100 kartų ar daugiau.
Aliuminio putų naudojimas
Automobilių saugumas tampa vis populiaresnis, nes jame naudojamos lengvos medžiagos.aliuminio putplastis.
Garso sugertisaliuminio putplastisgamina geriausias priedų medžiagas automobilių gamyboje
Aliuminio putosyra lengvos konstrukcijos ir naudojamos aviacijos ir kosmoso pramonėje.
Aliuminio putosgeriausiai tinka dizaino industrijoje, nes derinant su medžiu, jos puikiai fiksuojasi.
Kaip gaminamos metalinės putos?
Populiarus gamybos būdasAliuminio putos arba metalo putosyra oro įpurškimo metodas. Pradinis žingsnis – paruošti metalo matricos kompozitą naudojant aliuminio ir magnio oksidus arba silicio karbidą. Susidarius lydalui, per purkštuką arba rotorius įpurškiamas oras, azotas arba argonas, kad būtų užtikrintas tolygus pasiskirstymas mišinyje.
Kitas metalo putų gamybos būdas yra naudoti poravimo agentą. Dėl šilumos sukelto skilimo poravimo agentas išskiria dujas ir sukuria tuštumas. Pramonėje taip pat naudojamas kitas kietų dujų eutektinio susidarymo metodas, siekiant sukelti putojimą vandenilio akivaizdoje. Tokios gamybos metu porų dydis svyruoja nuo 10 mikrometrų iki 10 mm.
Keraminės putos
Dėl savo korinės struktūros keraminės putos buvo neatsiejama medžiagų gamybos dalis. Paprasta gamyba apima polimerų naudojimą su keramikos mišiniu. Korpusas išlaiko keramiką savo struktūroje, o tai suteikia papildomo pranašumo dėl atsparumo aukštai temperatūrai ir izoliacinės savybės. Keraminės putos turi įvairių pritaikymų, tokių kaip šilumos izoliacija, garso izoliacija ir įvairios energijos reikalaujančios paskirties sritys.
Keraminių putų savybės
Keraminės putos paprastai sudarytos iš porėtų ląstelių struktūrų. Trimatė tinklinė struktūra yra trapi, medžiagoje matomos ertmės arba tuštumos. Ląstelių tuštumos yra linijinio dydžio ir paprastai matuojamos milimetrais arba mikrometrais. Nors porėtos keraminės putos yra kietos, o iki 95–96 % tuštumų užpildo oras arba dujos.
Yra įvairių tipų keraminių putų, pagamintų iš silicio karbido, aliuminio oksido, cirkonio oksido, titano oksido ir silicio dioksido. Keraminės putos yra žinomos dėl savo lengvo svorio. Jos pasižymi geru pralaidumu pasirinktoms dalelėms. Keraminių putų gniuždymo stipris yra didesnis.
Būtent dėl šių keraminių putų savybių jos puikiai tinka mechaninio apdirbimo darbams.
Keraminių putų naudojimas
Keramikos pramonės mikrostruktūros buvo naudingos elektronikos pramonėje. Jos buvo naudingos gaminant baterijas, elektrodus ir kt.
Keramikos izoliacinės savybės užtikrina gerą atsparumą karščiui. Ji gali būti naudojama kaip konstrukcinė medžiaga izoliacijoje, atliekanti dvigubą izoliacijos ir stiprumo vaidmenį.
Keraminės putos gali būti naudojamos taršos kontrolei. Dėl savo pralaidumo jos yra veiksminga priemonė taršos kontrolei. Keraminės putos suteikia paviršiaus plotą katalizatoriams, kurie oksiduoja sugautas daleles.
Keraminės putos taip pat naudojamos žmogaus kūno atraminėms struktūroms stiprinti dėl jų biologinio suderinamumo.
Keramikos gamybos metodai
Žemiau pateikiami keli populiarūs keraminių putų gamybos būdai:
Tiesioginio putojimo procesas
Procesas pradedamas pagaminant keramikos srutos suspensiją, po kurios seka putojimas. Pasibaigus polimerizacijai, forma išimama, o susidariusios putos išdžiovinamos ir vėliau sukepinamos. Šio proceso metu sukuriamos tvirtesnės tuštumos, kurios gali atlaikyti didesnį apdirbimą.
Procesą palengvina putojanti medžiaga, kuri sumaišius su keramikos skiediniu inicijuoja putų susidarymą, o vėliau jos stabilizuojasi ir sukietėja. Tiesioginio putojimo pagrindu pagaminta keramikos gamyba yra žinoma kaip paprasta ir patikima, be to, ji naudinga kontroliuojant poringumą. Stabilizavimas paprastai atliekamas gerai ištyrus priedus.
Taikymas ir privalumai
Paprastai jis naudojamas metalurgijos pramonėje, kur poringumas vaidina lemiamą vaidmenį.
Tokios putos naudojamos izoliacijai.
Gelio liejimo metodas
Kai pageidaujamas homogeniškumas ir didesnis stiprumas, gelio liejimas yra geriausias būdaskeramikos gamybaProcesas yra paprastas ir pradedamas sumaišius koloidinę suspensiją su vandenyje tirpiu monomeru ir putojimo agentu. Po polimerizacijos putos suformuoja geliuką. Gelio liejimo metu susidaro tvirtos ir standžios keraminės putos.
Taikymas ir privalumai
Jis naudojamas filtrams arba patvarioms membranoms gaminti chemijos pramonėje.
Biomedicinos sritys implantams ir atraminėms superkonstrukcijoms
Šis procesas užtikrina poringumo kontrolę ir aukštą vienodumo laipsnį.
Replikacijos technika
Replikacijos metodas apima metodą,keramikos gamybakuriame keraminė suspensija padengiama ant putplasčio. Vėliau polimerinė puta išdeginama sukepinimo būdu. Taip sukuriamos keraminės putos, kurios iš pradžių atrodo kaip polimerinės putos. Replikacijos technologijos būdu pagamintos keraminės putos pasižymi didesniu pralaidumu ir mažesniu stiprumu.
Taikymas ir privalumai
Jis naudojamas sudėtingoms geometrijoms, tokioms kaip kaulų implantai biomedicinos srityje, gaminti
Automobilių ir aviacijos pramonėje dėl mažo svorio keramika paprastai gaminama replikacijos būdu.
Kruopštus proceso svarstymas užtikrina, kad esminėje medžiagos geometrijoje nebūtų vyraujančių tuštumų defektų.
Krakmolo konsolidacijos procesas
Krakmolo konsolidavimo metodaskeramikos gamybapaprastai yra pigus ir nesukelia jokio toksiškumo. Jis yra draugiškas aplinkai ir degimui reikalinga apie 300–600 laipsnių Celsijaus temperatūra. Ši temperatūra užtikrina, kad keraminių putų susidarymo metu nesusidarytų defektų.
Į keramikos miltelius įdedama stingdiklio, pavyzdžiui, maistinio krakmolo, ir sumaišoma su distiliuotu vandeniu. Mišinys maišomas, liejamas, koaguliuojamas ir galiausiai džiovinamas. Išdžiovintas darinys aukštesnėje temperatūroje sukepamas, susidarant keraminėms putoms.
Taikymas ir privalumai
Užtikrina, kad nėra tuščių defektų
Ekologiškas keramikos gamybos būdas
Emulsijos metodas
Emulsijos metodu, kaip rodo pavadinimas, emulsijos naudojamoskeramikos gamybakad susidarytų putos. Keraminės dalelės suspenduojamos dviejų nesimaišančių skysčių mišinyje. Kai emulsija susidaro ir stabilizuojasi, kita skystoji fazė pašalinama išgarinant arba deginant.
Taikymas ir privalumai
Emulsijos technika užtikrina gerą filtravimo efektyvumą, todėl yra plačiai pripažinta filtravimo sistemose.
Jie naudojami porėtoms izoliacinėms medžiagoms gaminti ir yra lengvi.
Nors ši technika užtikrina gerą porų dydį ir tolygų pasiskirstymą, gamybos metodo svarba apsunkina jos naudojimą.
Sol-gelio metodas
Zolio ir gelio metodas, kaip rodo pavadinimas, yra tirpalo pavertimas keramine struktūra, kontroliuojant chemines sąlygas. Zolio ir gelio metodekeramikos gamybaPoringumas yra kruopščiai kontroliuojamas nepakenkiant esminiam medžiagos stiprumui.
Taikymas ir privalumai
Šis metodas dažniausiai naudojamas plėvelių, dangų, jutiklių ir kt. gamyboje.
Gaminamos didelio grynumo putos
Išvada
Straipsnyje buvo išsamiai aprašytos putos, skirtingi putų tipai ir pasaulinės keraminių putų gamybos technologijos. Keraminių putų atveju savybių kontrolė vaidina lemiamą vaidmenį. Skirtingi gamybos metodai užtikrina, kad būtų išnaudotos palankios savybės, padedančios naudoti konkrečiame projekte.
Įrašo laikas: 2026 m. birželio 10 d.