O que são cerâmicas em favo de mel?
As cerâmicas em favo de mel são um novo tipo de cerâmica industrial com uma estrutura semelhante a um favo de mel como estrutura principal. No interior, há muitos canais paralelos em forma de favo de mel interconectados, e essas unidades de favo de mel são divididas em paredes finas com diferentes formas de grades. Desde seu uso inicial na purificação de gases de escape de pequenos carros até sua ampla aplicação em indústrias como química, energia, metalurgia, petróleo, eletrônica, maquinaria, etc. hoje, está se tornando cada vez mais difundido e tem consideráveis perspectivas de desenvolvimento.
Classificação de materiais e usos de cerâmicas em favo de mel
As cerâmicas em favo de mel podem ser feitas de vários materiais. Os principais materiais incluem: cordierita, mulita, titanato de alumínio, carvão ativado, carbeto de silício, alumina ativada, zircônia, nitreto de silício e matrizes compostas como cordierita-mulita e titanato de alumínio-cordierita. Após o pó ou partículas de carvão ativado serem transformados em formas de cerâmica em favo de mel, as capacidades de purificação e tratamento de águas residuais no tratamento de água são grandemente melhoradas, especialmente na indústria farmacêutica, onde antibióticos, hormônios, vitaminas, injeções de ácido nucleico e várias injeções, medicamentos, etc. são desidratados, descoloridos e impurezas são removidas.
Os produtos cerâmicos em favo de mel podem ser divididos em quatro categorias de acordo com seu propósito: materiais de armazenamento de calor, enchimentos, suportes de catalisadores e materiais filtrantes.
Desempenho das cerâmicas em favo de mel
- Grande área de superfície específica
- Leve
- Baixo coeficiente de expansão térmica
- Grande capacidade calorífica específica
- Resistente a ácidos e álcalis
- Boa estabilidade química
- Boa performance de isolamento
- Boa resistência ao choque térmico
- Alta porosidade
Métodos de preparação de cerâmicas em favo de mel
1. Método de moldagem por extrusão
2. Método de Moldagem por Fundição a Quente
3. Método de Colagem
4. Método de supressão
Entre eles, a fundição por prensagem a quente, moldagem por injeção e métodos de compressão são difíceis de preparar cerâmicas em favo de mel de alta densidade de poros, grande tamanho e paredes finas. Nos processos de produção reais, o método mais amplamente utilizado para preparar cerâmicas em favo de mel é a moldagem por extrusão.
Materiais Comuns para Cerâmicas em Favo de Mel
Porcelana de alumínio
As cerâmicas de óxido compostas principalmente de Al2O3-SiO2 e contendo uma certa quantidade de mineralizadores como Ba, Ca, Zr, Mg pertencem à categoria das cerâmicas de alumínio. O teor de Al2O3 varia de 45% a 99%. De acordo com as diferentes fases cristalinas principais, as cerâmicas de alumínio podem ser divididas em cerâmicas de corindo (Al2O3>95%), cerâmicas de mulita (Al2O3-50%) e cerâmicas de corindo-mulita (Al2O3-75%). As cerâmicas de alumínio são principalmente usadas em petroquímica, fundição de metais, torres de dessulfurização, fornos de reação, torres de enchimento, etc. Elas servem como materiais de suporte e enchimentos de torres para catalisadores em reatores. Devido às suas boas propriedades mecânicas, estabilidade química e resistência ao calor, as cerâmicas de alumínio podem se adaptar bem a ambientes de trabalho de alta temperatura, alta pressão e altamente corrosivos.
Mullite
A mulita é uma série de minerais compostos de silicatos de alumínio, incluindo principalmente mulita fundida de alta pureza, mulita fundida comum, concentrado de bauxita natural sinterizada e mulita sinterizada leve. Os cristais naturais de mulita são finos e em forma de agulha e aglomerados radiais, com uma temperatura de fusão de cerca de 1910°C. Este tipo de mineral é relativamente raro e é principalmente sintetizado artificialmente. A mulita é um mineral formado por silicato de alumínio em altas temperaturas, e é formada quando o silicato de alumínio é aquecido artificialmente. A mulita possui características de resistência a altas temperaturas, alta resistência, baixa condutividade térmica e efeitos significativos de economia de energia. Entre elas, sua resistência ao fogo é particularmente excelente, e ainda é estável a 1800°C, decompondo-se em corindo e fase líquida a 1810°C. É principalmente usada na produção de materiais refratários e é amplamente utilizada em indústrias como cerâmica, metalurgia, fundição e eletrônica.
Carbeto de silício
O carbeto de silício (SiC) é feito pela fusão de matérias-primas como areia de quartzo, coque de petróleo (ou coque de carvão) e serragem (sal é necessário para produzir carbeto de silício verde) através de um forno de resistência a alta temperatura. É um tipo de carbeto com alta dureza Mohs, com uma classificação de 9,5, ficando atrás apenas do diamante mais duro do mundo (classificação 10), e possui excelente condutividade térmica. É um semicondutor que pode resistir à oxidação em altas temperaturas. Entre as matérias-primas refratárias de alta tecnologia contemporâneas não óxidas, como C, N e B, o carbeto de silício é o mais amplamente utilizado e econômico, podendo ser chamado de areia de aço ou areia refratária. O carbeto de silício produzido industrialmente comum é dividido em dois tipos: carbeto de silício preto e carbeto de silício verde, ambos cristais hexagonais com uma gravidade específica de 3,20-3,25 e uma microdureza de 2840-3320kg/mm². O carbeto de silício possui características de propriedades químicas estáveis, alta condutividade térmica, pequeno coeficiente de expansão térmica e boa resistência ao desgaste. O material refratário avançado feito a partir dele é resistente ao calor, à prova de choque, pequeno em tamanho, leve e de alta resistência, com bom efeito de economia de energia.
Cordierita
A cordierita, também conhecida como safira d'água ou dicroíta, tem a fórmula química Mg2Al4Si5O18; Pode conter elementos como Na, K, Ca, Fe, Mn e H2O. Produzida em xistos, gnaisses e rochas ígneas alteradas, é um mineral de silicato que pode ser incolor, mas geralmente tem um brilho vítreo azul claro ou roxo claro. A cordierita de magnésio pode ser sintetizada artificialmente para uso como materiais refratários. A cordierita, devido à sua boa resistência ao fogo e baixa taxa de expansão térmica, pode ser usada para fazer materiais como cerâmicas e vidro. Atualmente, é comumente usada como matéria-prima para suportes de favo de mel em purificadores automotivos.
Óxido de zircônio
As cerâmicas de zircônia são amplamente utilizadas no campo das cerâmicas estruturais devido à sua alta tenacidade, alta resistência à flexão, alta resistência ao desgaste, excelente desempenho de isolamento e coeficiente de expansão térmica semelhante ao aço. Em termos de cerâmicas funcionais, devido à sua excelente resistência a altas temperaturas, são usadas como matérias-primas principais para tubos de aquecimento por indução, materiais refratários e elementos de aquecimento. Além disso, a zircônia é amplamente utilizada em revestimentos de barreira térmica, suportes de catalisadores, materiais médicos, cuidados com a saúde, materiais refratários, têxteis e outros campos.
Coríndon
O coríndon é uma pedra preciosa formada pela cristalização do óxido de alumínio (Al2O3), com um conteúdo extremamente alto de alumínio. O coríndon misturado com cromo metálico tem uma cor vermelha brilhante e é geralmente referido como rubi; O coríndon azul ou incolor é geralmente classificado como safira. O coríndon ocupa o 9º lugar na tabela de dureza de Mohs. A gravidade específica é 4,00, com uma estrutura de rede de colunas hexagonais. Devido à dureza do coríndon e seu preço relativamente mais baixo do que os diamantes, ele se tornou um bom material para lixas e ferramentas de moagem.
Tendência de desenvolvimento
- a taxa de penetração das cerâmicas de favo de mel no mercado de alto padrão aumentará -
As cerâmicas de favo de mel domésticas alcançaram uma taxa de penetração de localização de mais de 90% no campo de conservação de energia e purificação de gases industriais de baixo padrão. Espera-se que nos próximos cinco anos, as empresas de produção de cerâmica de favo de mel na China rompam continuamente as barreiras técnicas no mercado de alto padrão e aumentem a taxa de penetração de produtos de mercado de alto padrão. Por muito tempo, a tecnologia central e o mercado de produtos de tratamento de purificação de exaustão automotiva foram monopolizados por gigantes estrangeiros, e a Corning nos Estados Unidos e a NGK no Japão desfrutaram do período de dividendos de alto desenvolvimento na indústria automotiva. Com a atualização do sexto padrão nacional da China, as cerâmicas de favo de mel domésticas na China entrarão em um período de janela de desenvolvimento.
Além de ser usada em sistemas de tratamento de exaustão automotiva, as cerâmicas de favo de mel também podem ser usadas em campos como filtração e separação de precisão, redução de ruído e isolamento, separação e purificação de gases e desidratação. O escopo de aplicação também se expandiu da metalurgia tradicional, engenharia química e materiais de construção para muitos aspectos como bioquímica, engenharia eletrônica, indústria de alimentos e bebidas, aeroespacial, etc., com amplas perspectivas de aplicação no mercado. Com a otimização e melhoria de novos processos e materiais, os campos de aplicação das cerâmicas de favo de mel serão ainda mais ampliados, destacando grandemente seu valor econômico e benefícios sociais.
