การอภิปรายเกี่ยวกับเซรามิกแบบรังผึ้ง

เซรามิกรังผึ้งคืออะไร?

เซรามิกรังผึ้งเป็นเซรามิกอุตสาหกรรมชนิดใหม่ที่มีโครงสร้างคล้ายรังผึ้งเป็นโครงสร้างหลัก ภายในมีช่องทางขนานรูปทรงรังผึ้งที่เชื่อมต่อกันหลายช่อง และหน่วยรังผึ้งเหล่านี้ถูกแบ่งออกเป็นผนังบางที่มีรูปทรงตาข่ายต่างๆ จากการใช้งานในช่วงแรกในการทำความสะอาดไอเสียรถยนต์ขนาดเล็กไปจนถึงการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเช่น เคมี ไฟฟ้า โลหะ ปิโตรเลียม อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องจักร ฯลฯ ในปัจจุบัน การใช้งานกำลังแพร่หลายมากขึ้นและมีแนวโน้มการพัฒนาที่ดี

การจำแนกประเภทของวัสดุและการใช้งานของเซรามิกรังผึ้ง

เซรามิกรังผึ้งสามารถทำจากวัสดุต่างๆ วัสดุหลักได้แก่: คอร์เดียไรต์ มัลไลต์ อะลูมิเนียมไททาเนต คาร์บอนกัมมันต์ ซิลิกอนคาร์ไบด์ อะลูมินากัมมันต์ เซอร์โคเนีย ซิลิกอนไนไตรด์ และเมทริกซ์คอมโพสิตเช่น มัลไลต์คอร์เดียไรต์ และคอร์เดียไรต์อะลูมิเนียมไททาเนต หลังจากผงคาร์บอนกัมมันต์หรืออนุภาคถูกทำเป็นรูปทรงเซรามิกรังผึ้ง ความสามารถในการบำบัดน้ำและการบำบัดน้ำเสียจะดีขึ้นอย่างมาก โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยา ที่ซึ่งยาปฏิชีวนะ ฮอร์โมน วิตามิน การฉีดกรดนิวคลีอิก และการฉีดยาต่างๆ ยา ฯลฯ ถูกกำจัดน้ำ กำจัดสี และกำจัดสิ่งสกปรก
ผลิตภัณฑ์เซรามิกรังผึ้งสามารถแบ่งออกเป็นสี่ประเภทตามวัตถุประสงค์: วัสดุเก็บความร้อน ตัวเติม ตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยา และวัสดุกรอง

ประสิทธิภาพของเซรามิกรังผึ้ง

1. พื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่
2. น้ำหนักเบา
3. ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ
4. ความจุความร้อนจำเพาะขนาดใหญ่
5. ทนต่อกรดและด่าง
6. ความเสถียรทางเคมีที่ดี
7. ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนที่ดี
8. ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ดี
9. ความพรุนสูง

วิธีการเตรียมเซรามิกรังผึ้ง

1. วิธีการขึ้นรูปด้วยการอัดรีด
2. การขึ้นรูปด้วยการหล่อร้อน
3. วิธีการหล่อด้วยการกรอก
4. วิธีการกด

ในบรรดาวิธีการเหล่านี้ การหล่อด้วยการกดร้อน การฉีดขึ้นรูป และวิธีการอัดยากที่จะเตรียมเซรามิกรังผึ้งที่มีความหนาแน่นของรูพรุนสูง ขนาดใหญ่ และผนังบาง ในกระบวนการผลิตจริง วิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการเตรียมเซรามิกรังผึ้งคือการขึ้นรูปด้วยการอัดรีด

วัสดุทั่วไปสำหรับเซรามิกรังผึ้ง

พอร์ซเลนอลูมิเนียม

เซรามิกออกไซด์ที่ประกอบด้วย Al2O3-SiO2 เป็นหลักและมีแร่ธาตุเช่น Ba, Ca, Zr, Mg อยู่ในปริมาณหนึ่ง จัดอยู่ในประเภทเซรามิกอลูมิเนียม ปริมาณ Al2O3 อยู่ในช่วง 45% ถึง 99% ตามเฟสคริสตัลหลักที่แตกต่างกัน เซรามิกอลูมิเนียมสามารถแบ่งออกเป็นเซรามิกคอรันดัม (Al2O3>95%), เซรามิกมัลไลต์ (Al2O3-50%), และเซรามิกมัลไลต์คอรันดัม (Al2O3-75%) เซรามิกอลูมิเนียมถูกใช้ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี การหลอมโลหะ หอคอยกำจัดกำมะถัน เตาปฏิกิริยา หอคอยบรรจุ ฯลฯ พวกมันทำหน้าที่เป็นวัสดุรองรับและตัวเติมหอคอยสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาในเครื่องปฏิกรณ์ เนื่องจากมีคุณสมบัติทางกลที่ดี ความเสถียรทางเคมี และความต้านทานความร้อน เซรามิกอลูมิเนียมสามารถปรับตัวได้ดีในสภาพแวดล้อมการทำงานที่มีอุณหภูมิสูง ความดันสูง และการกัดกร่อนรุนแรง

มัลไลต์

มัลไลต์เป็นแร่ธาตุที่ประกอบด้วยอะลูมิเนียมซิลิเกตเป็นหลัก รวมถึงมัลไลต์หลอมบริสุทธิ์สูง มัลไลต์หลอมธรรมดา มัลไลต์เผาจากบอกไซต์ธรรมชาติ และมัลไลต์เผาเบา ผลึกมัลไลต์ธรรมชาติมีลักษณะเป็นเข็มยาวและกลุ่มรัศมี มีจุดหลอมเหลวประมาณ 1910°C แร่ชนิดนี้ค่อนข้างหายากและส่วนใหญ่สังเคราะห์ขึ้นเอง มัลไลต์เป็นแร่ที่เกิดจากอะลูมิเนียมซิลิเกตที่อุณหภูมิสูง และเกิดขึ้นเมื่ออะลูมิเนียมซิลิเกตถูกให้ความร้อนเทียม มัลไลต์มีลักษณะทนต่ออุณหภูมิสูง มีความแข็งแรงสูง การนำความร้อนต่ำ และมีผลประหยัดพลังงานที่สำคัญ ในบรรดาคุณสมบัติเหล่านี้ ความทนทานต่อไฟเป็นเลิศอย่างยิ่ง และยังคงเสถียรที่ 1800°C และสลายตัวเป็นคอรันดัมและเฟสของเหลวที่ 1810°C ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตวัสดุทนไฟและใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเช่น เซรามิก โลหะ การหล่อ และอิเล็กทรอนิกส์

ซิลิกอนคาร์ไบด์

ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) ทำโดยการหลอมวัตถุดิบเช่น ทรายควอตซ์ โค้กปิโตรเลียม (หรือโค้กถ่านหิน) และขี้เลื่อย (ต้องใช้เกลือในการผลิตซิลิกอนคาร์ไบด์สีเขียว) ผ่านเตาต้านทานที่อุณหภูมิสูง เป็นคาร์ไบด์ชนิดหนึ่งที่มีความแข็งโมห์สูง โดยมีเกรด 9.5 รองจากเพชรที่แข็งที่สุดในโลก (เกรด 10) และมีการนำความร้อนที่ดีเยี่ยม เป็นสารกึ่งตัวนำที่สามารถต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง ในบรรดาวัสดุทนไฟเทคโนโลยีขั้นสูงที่ไม่ใช่ออกไซด์ร่วมสมัยเช่น C, N, และ B ซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและประหยัดที่สุด ซึ่งสามารถเรียกได้ว่าเป็นทรายเหล็กหรือทรายทนไฟ ซิลิกอนคาร์ไบด์ที่ผลิตในอุตสาหกรรมทั่วไปแบ่งออกเป็นสองประเภท: ซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำและซิลิกอนคาร์ไบด์สีเขียว ทั้งสองเป็นผลึกหกเหลี่ยมที่มีความถ่วงจำเพาะ 3.20-3.25 และมีความแข็งจุลภาค 2840-3320กก./มม.² ซิลิกอนคาร์ไบด์มีลักษณะของคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียร การนำความร้อนสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ และความต้านทานการสึกหรอที่ดี วัสดุทนไฟขั้นสูงที่ทำจากมันมีความทนทานต่อความร้อน ทนต่อแรงกระแทก ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และมีความแข็งแรงสูง มีผลประหยัดพลังงานที่ดี

คอร์เดียไรต์

คอร์เดียไรต์ หรือที่รู้จักกันในชื่อแซฟไฟร์น้ำหรือไดโครอิท มีสูตรเคมี Mg2Al4Si5O18; สามารถมีองค์ประกอบเช่น Na, K, Ca, Fe, Mn และ H2O ผลิตในชิสต์, ไนส์ และหินอัคนีที่เปลี่ยนแปลงแล้ว เป็นแร่ซิลิเกตที่สามารถไม่มีสีแต่โดยทั่วไปมีสีฟ้าอ่อนหรือสีม่วงอ่อน มีความมันวาวคล้ายแก้ว คอร์เดียไรต์แมกนีเซียมสามารถสังเคราะห์ได้เทียมเพื่อใช้เป็นวัสดุทนไฟ คอร์เดียไรต์เนื่องจากมีความต้านทานไฟที่ดีและอัตราการขยายตัวทางความร้อนต่ำ สามารถใช้ทำวัสดุต่าง ๆ เช่น เซรามิกและแก้ว ปัจจุบันมักใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับตัวพาแบบรังผึ้งในเครื่องฟอกไอเสียรถยนต์

เซอร์โคเนียมออกไซด์

เซรามิกเซอร์โคเนียถูกใช้อย่างแพร่หลายในด้านเซรามิกโครงสร้างเนื่องจากมีความเหนียวสูง ความแข็งแรงดัดสูง ความต้านทานการสึกหรอสูง ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนที่ยอดเยี่ยม และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่คล้ายกับเหล็ก ในแง่ของเซรามิกเชิงฟังก์ชัน เนื่องจากมีความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงที่ยอดเยี่ยม จึงถูกใช้เป็นวัตถุดิบหลักสำหรับท่อทำความร้อนเหนี่ยวนำ วัสดุทนไฟ และองค์ประกอบทำความร้อน นอกจากนี้ เซอร์โคเนียยังถูกใช้อย่างแพร่หลายในเคลือบกันความร้อน ตัวพาแคตาลิสต์ การแพทย์ การดูแลสุขภาพ วัสดุทนไฟ สิ่งทอ และสาขาอื่น ๆ

คอรันดัม

คอรันดัมเป็นอัญมณีที่เกิดจากการตกผลึกของอะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) โดยมีปริมาณอะลูมิเนียมสูงมาก คอรันดัมที่ผสมกับโครเมียมโลหะจะมีสีแดงสดและมักเรียกว่าทับทิม; คอรันดัมสีน้ำเงินหรือไม่มีสีมักถูกจัดประเภทเป็นไพลิน คอรันดัมมีความแข็งอยู่ในอันดับที่ 9 ในตารางความแข็งของโมส์ ความถ่วงจำเพาะคือ 4.00 โดยมีโครงสร้างผลึกเป็นเสาหกเหลี่ยม เนื่องจากความแข็งของคอรันดัมและราคาที่ค่อนข้างต่ำกว่าเพชร จึงกลายเป็นวัสดุที่ดีสำหรับกระดาษทรายและเครื่องมือขัด

แนวโน้มการพัฒนา

- อัตราการเจาะตลาดของเซรามิกแบบรังผึ้งในประเทศในตลาดระดับไฮเอนด์จะเพิ่มขึ้น -

เซรามิกแบบรังผึ้งในประเทศได้บรรลุอัตราการเจาะตลาดในประเทศมากกว่า 90% ในด้านการอนุรักษ์พลังงานและการทำให้บริสุทธิ์ของก๊าซเสียอุตสาหกรรมระดับต่ำ คาดว่าในอีกห้าปีข้างหน้า บริษัทผู้ผลิตเซรามิกแบบรังผึ้งในประเทศจีนจะทะลุผ่านอุปสรรคทางเทคนิคในตลาดระดับไฮเอนด์อย่างต่อเนื่อง และคาดว่าจะเพิ่มอัตราการเจาะตลาดของผลิตภัณฑ์ในตลาดระดับไฮเอนด์ได้เป็นเวลานาน เทคโนโลยีหลักและตลาดผลิตภัณฑ์ของการบำบัดไอเสียรถยนต์ถูกผูกขาดโดยยักษ์ใหญ่ต่างประเทศ และ Corning ในสหรัฐอเมริกาและ NGK ในญี่ปุ่นต่างก็ได้รับประโยชน์จากช่วงเวลาการพัฒนาอย่างรวดเร็วในอุตสาหกรรมยานยนต์ ด้วยการอัปเกรดมาตรฐานแห่งชาติที่หกของจีน เซรามิกแบบรังผึ้งในประเทศจีนจะเข้าสู่ช่วงเวลาการพัฒนา

นอกจากจะใช้ในระบบบำบัดไอเสียรถยนต์แล้ว เซรามิกแบบรังผึ้งยังสามารถใช้ในสาขาต่าง ๆ เช่น การกรองและการแยกที่แม่นยำ การลดเสียงรบกวนและการเป็นฉนวน การแยกและการทำให้บริสุทธิ์ของก๊าซ และการขจัดน้ำ ขอบเขตการใช้งานยังขยายจากโลหะวิทยาเคมีและวัสดุก่อสร้างแบบดั้งเดิมไปสู่หลายด้าน เช่น ชีวเคมี วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม การบินและอวกาศ เป็นต้น โดยมีแนวโน้มการใช้งานในตลาดที่กว้างขวาง ด้วยการปรับปรุงและการพัฒนากระบวนการและวัสดุใหม่ ๆ ขอบเขตการใช้งานของเซรามิกแบบรังผึ้งจะขยายออกไปอีกมาก ซึ่งจะเน้นถึงคุณค่าทางเศรษฐกิจและประโยชน์ทางสังคมของพวกเขาอย่างมาก