Poröse Keramik
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Poröse Keramik
Poröse Keramikmaterialien für Filtrations- und Trennvorrichtungen
Die aus porösen Keramikplatten oder -rohren gefertigte Filtervorrichtung zeichnet sich durch eine große Filterfläche und hohe Filtrationseffizienz aus. Sie findet breite Anwendung in der Wasseraufbereitung, Ölabscheidung und -filtration sowie bei der Trennung von organischen, sauren und alkalischen Lösungen, anderen viskosen Flüssigkeiten und Druckluft, Koksofengas, Dampf, Methan, Acetylen und anderen Gasen. Da poröse Keramik hohe Temperaturbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, chemische Korrosionsbeständigkeit und hohe mechanische Festigkeit aufweist, erweist sie sich insbesondere bei korrosiven Flüssigkeiten, Hochtemperaturfluiden, geschmolzenen Metallen usw. als vorteilhaft.
Poröse Keramikmaterialien für Schallabsorptions- und Lärmminderungsvorrichtungen
Als schallabsorbierendes Material nutzt poröse Keramik hauptsächlich ihre Diffusionsfunktion, d. h. sie verteilt den durch Schallwellen erzeugten Luftdruck durch ihre poröse Struktur und erzielt so die Schallabsorption. Für eine optimale Schallabsorption benötigt poröse Keramik kleine Porengrößen (20–150 µm), eine hohe Porosität (über 60 %) und eine hohe mechanische Festigkeit. Sie findet breite Anwendung in Hochhäusern, Tunneln, U-Bahnen und anderen Bereichen mit hohen Brandschutzanforderungen sowie in Fernsehsendezentren, Kinos und anderen Orten mit hohen Anforderungen an die Schalldämmung.
Halbleiter-Vakuumadsorption
Aufgrund ihrer guten Adsorptionskapazität und -aktivität sind poröse Keramiken unersetzliche Materialien für die Vakuumadsorption und den Transfer von Siliziumwafern in Halbleiterprozessen.
Poröse Keramikmaterialien werden für Sensorelemente verwendet.
Das Funktionsprinzip von Keramiksensoren für Feuchtigkeit und Gas beruht darauf, dass beim Eintauchen der mikroporösen Keramik in ein Gas oder eine Flüssigkeit bestimmte Komponenten des Mediums adsorbiert werden oder mit dem porösen Material reagieren. Dadurch ändert sich das Potenzial bzw. der Strom der mikroporösen Keramik, wodurch die Zusammensetzung des Gases oder der Flüssigkeit erfasst wird. Keramiksensoren zeichnen sich durch hohe Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, einfache Herstellung, hohe Empfindlichkeit und Genauigkeit aus und eignen sich für viele spezielle Anwendungen.
Als Membranmaterial wird poröses Keramikmaterial verwendet.
Poröse Keramik bietet eine große Kontaktfläche zu Flüssigkeiten und Gasen, wodurch die Batteriespannung deutlich niedriger ist als bei herkömmlichen Materialien. Daher kann der Einsatz poröser Keramik in Elektrolytmembranen die Batteriespannung erheblich senken, die Elektrolyseeffizienz verbessern und elektrische Energie sowie Elektrodenmaterialien einsparen. Poröse Keramikmembranen finden Anwendung in chemischen Zellen, Brennstoffzellen und photochemischen Zellen.
Poröse Keramikwerkstoffe für Luftverteilungsgeräte
Das Gas wird durch ein poröses Keramikmaterial in ein festes Pulver eingeblasen. Dadurch wird das Pulver locker und fließfähig, was einen schnellen und gleichmäßigen Wärmeaustausch ermöglicht, die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht und ein Verklumpen des Pulvers verhindert. Das Verfahren eignet sich für den Transport, das Erhitzen, Trocknen und Kühlen von Pulvern, insbesondere für Hersteller von Zement-, Kalk- und Aluminiumoxidpulver sowie für den Pulvertransport.
Wärmeisolierende poröse Keramik
Poröse Keramiken zeichnen sich durch hohe Porosität, geringe Dichte, niedrige Wärmeleitfähigkeit, hohen Wärmewiderstand und geringe volumetrische Wärmekapazität aus und sind daher ein traditionelles Wärmespeichermaterial. Moderne poröse Keramikmaterialien eignen sich zur Wärmespeicherung und werden beispielsweise für Raumfahrzeughüllen und Raketenköpfe verwendet.
Poröse Keramikmaterialien für biomedizinische Anwendungen
Poröse Biokeramiken wurden auf Basis traditioneller Biokeramiken entwickelt und zeichnen sich durch gute Biokompatibilität, stabile physikalische und chemische Eigenschaften sowie geringe Nebenwirkungen aus. Sie finden breite Anwendung im biomedizinischen Bereich. Zahnimplantate und andere Implantate aus poröser Keramik werden klinisch eingesetzt.
| Keramik mit kleinem Durchmesser (2 µm) | FT-A (20 µm) | FT-B (30 µm) | FT-C (70 µm) | ||||
| Farbe | Schwarz | grau | grau | grau | |||
| Porendurchmesser（μｍ） | 2 | 20 | 30 | 70 | |||
| Durchfluss (l/min) | 4 ～ 7（ψ28 、-94kPa） | ≧20（ψ28 、-94kPa） | ≧20（ψ28 、-94kPa） | ≧20（ψ28 、-94kPa） | |||
| Dichte (g/cm³)3) | 2,1±0,1 | 2±0,1 | 1,95±0,1 | 1,9 ± 0,1 | |||
| Oberflächenwiderstand (Ω/sq) | 106~ 109 | 106~ 109 | 106~ 109 | 106~ 109 | |||
| Reflexionsvermögen(%) | 6±1 | N / A | N / A | N / A | |||
| Härte (HRH) | ≥45 | ≥40 | ≥40 | ≥40 | |||
| Porosität(%) | 45 | 34 | 34 | 36.1 | |||
| Bruchfestigkeit (kgf/mm)2) | N / A | 4.7 | 4.7 | 4.6 | |||
| Elastizitätsmodul (GPa) | 35 | N / A | N / A | N / A | |||
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m²))・K)) | 1 | N / A | N / A | N / A | |||
| Wärmeausdehnungskoeffizient (10-6～/K） | 8 | 2.9 | 2.9 | 10-6/K @100°C | 10-6/K @150°C | ||
| 6.7 | 7.1 | ||||||
| Hauptrohstoff | Aluminiumoxid | SIC | SIC | SIC | |||