Apa itu keramik sarang lebah?
Keramik sarang lebah adalah jenis keramik industri baru dengan struktur seperti sarang lebah sebagai struktur utama. Di dalamnya, terdapat banyak saluran paralel berbentuk sarang lebah yang saling terhubung, dan unit sarang lebah ini dibagi menjadi dinding tipis dengan bentuk kisi yang berbeda. Dari penggunaan awalnya dalam pemurnian knalpot mobil kecil hingga penerapannya yang luas dalam industri seperti kimia, tenaga, metalurgi, minyak bumi, elektronik, mesin, dll. saat ini, penggunaannya semakin meluas dan memiliki prospek pengembangan yang cukup besar.
Klasifikasi bahan dan penggunaan keramik sarang lebah
Keramik sarang lebah dapat dibuat dari berbagai bahan. Bahan utama termasuk: kordierit, mullite, aluminium titanat, karbon aktif, karborundum, alumina aktif, zirkonia, silikon nitrida, dan matriks komposit seperti kordierit mullite dan kordierit aluminium titanat. Setelah bubuk karbon aktif atau partikel dibuat menjadi bentuk keramik sarang lebah, kemampuan pemurnian dan pengolahan air limbah dalam pengolahan air sangat meningkat, terutama dalam industri farmasi, di mana antibiotik, hormon, vitamin, suntikan asam nukleat, dan berbagai suntikan, obat-obatan, dll. didehidrasi, diwarnai, dan dihilangkan kotorannya.
Produk keramik sarang lebah dapat dibagi menjadi empat kategori menurut tujuannya: bahan penyimpanan panas, pengisi, pembawa katalis, dan bahan penyaring.
Kinerja keramik sarang lebah
- Luas permukaan spesifik besar
- Ringan
- Koefisien ekspansi termal rendah
- Kapasitas panas spesifik besar
- Tahan asam dan alkali
- Stabilitas kimia yang baik
- Kinerja isolasi yang baik
- Ketahanan kejut termal yang baik
- Porositas tinggi
Metode persiapan keramik sarang lebah
1. Metode pencetakan ekstrusi
2. Pembentukan Die Casting Panas
3. Metode grouting
4. Metode penekanan
Di antaranya, pengecoran tekan panas, pencetakan injeksi, dan metode kompresi sulit untuk menyiapkan keramik sarang lebah dengan kepadatan pori tinggi, ukuran besar, dan dinding tipis. Dalam proses produksi aktual, metode yang paling banyak digunakan untuk menyiapkan keramik sarang lebah adalah pencetakan ekstrusi.
Bahan Umum untuk Keramik Sarang Lebah
Porcelain aluminium
Keramik oksida yang terutama terdiri dari Al2O3-SiO2 dan mengandung sejumlah mineralizer seperti Ba, Ca, Zr, Mg termasuk dalam kategori keramik aluminium. Kandungan Al2O3 berkisar antara 45% hingga 99%. Menurut fase kristal utamanya, keramik aluminium dapat dibagi menjadi keramik korundum (Al2O3>95%), keramik mullite (Al2O3-50%), dan keramik mullite korundum (Al2O3-75%). Keramik aluminium terutama digunakan dalam petrokimia, peleburan logam, menara desulfurisasi, tungku reaksi, menara pengisi, dll. Mereka berfungsi sebagai bahan pendukung dan pengisi menara untuk katalis dalam reaktor. Karena sifat mekaniknya yang baik, stabilitas kimia, dan ketahanan panas, keramik aluminium dapat beradaptasi dengan baik pada lingkungan kerja suhu tinggi, tekanan tinggi, dan korosif yang kuat.
Mullite
Mullite adalah serangkaian mineral yang terdiri dari silikat aluminium, terutama termasuk mullite fusi kemurnian tinggi, mullite fusi biasa, konsentrat bauksit alami sinter mullite, dan mullite sinter ringan. Kristal mullite alami berbentuk jarum ramping dan seperti gugus radial, dengan titik lebur sekitar 1910°C. Jenis mineral ini relatif langka dan sebagian besar disintesis secara buatan. Mullite adalah mineral yang terbentuk oleh silikat aluminium pada suhu tinggi, dan terbentuk ketika silikat aluminium dipanaskan secara buatan. Mullite memiliki karakteristik tahan suhu tinggi, kekuatan tinggi, konduktivitas termal rendah, dan efek penghematan energi yang signifikan. Di antaranya, ketahanan apinya sangat baik, dan tetap stabil pada 1800°C, dan terurai menjadi korundum dan fase cair pada 1810°C. Ini sebagian besar digunakan dalam produksi bahan tahan api dan banyak digunakan dalam industri seperti keramik, metalurgi, pengecoran, dan elektronik.
Karborundum
Karborundum (SiC) dibuat dengan melebur bahan baku seperti pasir kuarsa, kokas minyak bumi (atau kokas batubara), dan serbuk gergaji (garam diperlukan untuk menghasilkan karborundum hijau) melalui tungku resistansi pada suhu tinggi. Ini adalah jenis karbida dengan kekerasan Mohs tinggi, dengan tingkat 9,5, hanya di bawah berlian terkeras di dunia (tingkat 10), dan memiliki konduktivitas termal yang sangat baik. Ini adalah semikonduktor yang dapat menahan oksidasi pada suhu tinggi. Di antara bahan baku tahan api teknologi tinggi non-oksida kontemporer seperti C, N, dan B, karborundum adalah yang paling banyak digunakan dan ekonomis, yang dapat disebut pasir baja atau pasir tahan api. Karborundum yang diproduksi secara industri umum dibagi menjadi dua jenis: karborundum hitam dan karborundum hijau, keduanya adalah kristal heksagonal dengan berat jenis 3,20-3,25 dan kekerasan mikro 2840-3320kg/mm². Karborundum memiliki karakteristik stabilitas kimia yang stabil, konduktivitas termal tinggi, koefisien ekspansi termal kecil, dan ketahanan aus yang baik. Bahan tahan api canggih yang dibuat darinya tahan panas, tahan guncangan, berukuran kecil, ringan, dan berkekuatan tinggi, dengan efek penghematan energi yang baik.
Kordierit
Kordierit, juga dikenal sebagai safir air atau dikroit, memiliki rumus kimia Mg2Al4Si5O18; Dapat mengandung unsur-unsur seperti Na, K, Ca, Fe, Mn, dan H2O. Diproduksi dalam sekis, gneis, dan batuan beku yang telah berubah, ini adalah mineral silikat yang dapat tidak berwarna tetapi biasanya memiliki warna biru muda atau ungu muda, kilau kaca. Kordierit magnesium dapat disintesis secara buatan untuk digunakan sebagai bahan tahan api. Kordierit, karena ketahanan apinya yang baik dan tingkat ekspansi termal yang rendah, dapat digunakan untuk membuat bahan seperti keramik dan kaca. Sekarang umumnya digunakan sebagai bahan baku untuk pembawa sarang lebah dalam pemurni otomotif.
Zirkonium oksida
Keramik zirkonia banyak digunakan di bidang keramik struktural karena ketangguhannya yang tinggi, kekuatan lentur yang tinggi, ketahanan aus yang tinggi, kinerja isolasi yang sangat baik, dan koefisien ekspansi termal yang mirip dengan baja. Dalam hal keramik fungsional, karena ketahanan suhu tinggi yang sangat baik, mereka digunakan sebagai bahan baku utama untuk tabung pemanas induksi, bahan tahan api, dan elemen pemanas. Selain itu, zirkonia banyak digunakan dalam pelapis penghalang termal, pembawa katalis, medis, perawatan kesehatan, bahan tahan api, tekstil, dan bidang lainnya.
Korundum
Korundum adalah batu permata yang terbentuk dari kristalisasi aluminium oksida (Al2O3), dengan kandungan aluminium yang sangat tinggi. Korundum yang dicampur dengan kromium logam memiliki warna merah cerah dan umumnya disebut sebagai ruby; Korundum biru atau tidak berwarna umumnya diklasifikasikan sebagai safir. Korundum menempati peringkat ke-9 dalam tabel kekerasan Mohs. Berat jenisnya adalah 4,00, dengan struktur kisi kolom heksagonal. Karena kekerasan korundum dan harganya yang relatif lebih rendah daripada berlian, ini telah menjadi bahan yang baik untuk amplas dan alat penggiling.
Tren perkembangan
- tingkat penetrasi keramik sarang lebah domestik di pasar kelas atas akan meningkat -
Keramik sarang lebah domestik telah mencapai tingkat penetrasi lokalisasi lebih dari 90% di bidang konservasi energi dan pemurnian gas buang industri kelas rendah. Diperkirakan dalam lima tahun ke depan, perusahaan produksi keramik sarang lebah Tiongkok akan terus menerobos hambatan teknis di pasar kelas atas, dan diharapkan dapat meningkatkan tingkat penetrasi produk pasar kelas atas. Untuk waktu yang lama, teknologi inti dan pasar produk pengolahan pemurnian knalpot mobil telah dimonopoli oleh raksasa asing, dan Corning di Amerika Serikat serta NGK di Jepang telah menikmati periode dividen dari perkembangan pesat industri otomotif. Dengan peningkatan standar nasional keenam Tiongkok, keramik sarang lebah domestik di Tiongkok akan memasuki periode jendela perkembangan.
Selain digunakan dalam sistem pengolahan knalpot otomotif, keramik sarang lebah juga dapat digunakan di bidang seperti filtrasi dan pemisahan presisi, pengurangan kebisingan dan isolasi, pemisahan dan pemurnian gas, serta dehidrasi. Lingkup aplikasi juga telah berkembang dari metalurgi tradisional, teknik kimia, dan bahan bangunan ke banyak aspek seperti biokimia, teknik elektronik, industri makanan dan minuman, kedirgantaraan, dll., dengan prospek aplikasi pasar yang luas. Dengan optimalisasi dan peningkatan proses dan bahan baru, bidang aplikasi keramik sarang lebah akan semakin diperluas, sangat menyoroti nilai ekonomi dan manfaat sosialnya.
