Petek seramik nedir?
Petek seramikler, ana yapı olarak petek benzeri bir yapıya sahip yeni bir endüstriyel seramik türüdür. İçerisinde, birçok birbirine bağlı petek şeklinde paralel kanallar bulunur ve bu petek birimleri farklı şekillerdeki kafeslerle ince duvarlarla bölünmüştür. İlk olarak küçük araba egzoz arıtımında kullanılmasından, bugün kimya, enerji, metalurji, petrol, elektronik, makine gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılmasına kadar, giderek daha yaygın hale gelmekte ve önemli gelişim potansiyeline sahiptir.
Malzemelerin Sınıflandırılması ve Petek Seramiklerin Kullanım Alanları
Petek seramikler çeşitli malzemelerden yapılabilir. Ana malzemeler arasında: kordiyerit, mullit, alüminyum titanat, aktif karbon, silisyum karbür, aktif alümina, zirkonya, silisyum nitrür ve mullit kordiyerit ve kordiyerit alüminyum titanat gibi kompozit matrisler bulunur. Aktif karbon tozu veya parçacıkları petek seramik şekillerine dönüştürüldükten sonra, su arıtımında arıtma ve atık su arıtma yetenekleri büyük ölçüde artar, özellikle ilaç endüstrisinde, antibiyotikler, hormonlar, vitaminler, nükleik asit enjeksiyonları ve çeşitli enjeksiyonlar, ilaçlar vb. dehidrasyon, renk giderme ve safsızlıkların giderilmesinde kullanılır.
Petek seramik ürünler, kullanım amacına göre dört kategoriye ayrılabilir: ısı depolama malzemeleri, dolgu malzemeleri, katalizör taşıyıcıları ve filtre malzemeleri.
Petek seramiklerin performansı
- Büyük özgül yüzey alanı
- Hafif
- Düşük termal genleşme katsayısı
- Büyük özgül ısı kapasitesi
- Asit ve alkali dirençli
- İyi kimyasal stabilite
- İyi yalıtım performansı
- İyi termal şok direnci
- Yüksek gözeneklilik
Petek seramiklerin hazırlama yöntemleri
1. Ekstrüzyon kalıplama yöntemi
2. Sıcak Kalıp Döküm Yöntemi
3. Döküm yöntemi
4. Baskı yöntemi
Bunlar arasında, sıcak pres döküm, enjeksiyon kalıplama ve sıkıştırma yöntemleri, yüksek gözenek yoğunluğu, büyük boyut ve ince duvarlı petek seramiklerin hazırlanmasında zordur. Gerçek üretim süreçlerinde, petek seramiklerin hazırlanmasında en yaygın kullanılan yöntem ekstrüzyon kalıplamadır.
Petek Seramikler için Yaygın Malzemeler
Alüminyum porselen
Ba, Ca, Zr, Mg gibi belirli miktarda mineralize edici maddeler içeren ve esas olarak Al2O3-SiO2'dan oluşan oksit seramikler, alüminyum seramikler kategorisine girer. Al2O3 içeriği %45 ile %99 arasında değişir. Ana kristal fazlarına göre, alüminyum seramikler korundum seramikler (Al2O3>%95), mullit seramikler (Al2O3-%50) ve mullit korundum seramikler (Al2O3-%75) olarak sınıflandırılabilir. Alüminyum seramikler, petrokimya, metal eritme, desülfürizasyon kuleleri, reaksiyon fırınları, dolgu kuleleri gibi alanlarda yaygın olarak kullanılır. Reaktörlerde katalizörler için destek malzemeleri ve kule dolgu malzemeleri olarak hizmet ederler. İyi mekanik özellikleri, kimyasal stabiliteleri ve ısı direnci nedeniyle, alüminyum seramikler yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve güçlü korozif çalışma ortamlarına iyi uyum sağlar.
Mullit
Mullit, esas olarak yüksek saflıkta ergimiş mullit, sıradan ergimiş mullit, tüm doğal boksit konsantresi sinterlenmiş mullit ve hafif sinterlenmiş mullit içeren bir dizi alüminyum silikat mineralidir. Doğal mullit kristalleri ince iğne benzeri ve radyal küme benzeri olup, erime sıcaklığı yaklaşık 1910°C'dir. Bu tür mineral nispeten nadirdir ve çoğunlukla yapay olarak sentezlenir. Mullit, yüksek sıcaklıklarda alüminyum silikat tarafından oluşturulan bir mineraldir ve alüminyum silikat yapay olarak ısıtıldığında oluşur. Mullit, yüksek sıcaklık direnci, yüksek mukavemet, düşük termal iletkenlik ve belirgin enerji tasarrufu etkileri gibi özelliklere sahiptir. Bunlar arasında, yangına karşı direnci özellikle mükemmeldir ve 1800°C'de hala stabildir ve 1810°C'de korundum ve sıvı faza ayrışır. Çoğunlukla refrakter malzemelerin üretiminde kullanılır ve seramik, metalurji, döküm ve elektronik gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılır.
Silisyum karbür
Silisyum karbür (SiC), kuvars kumu, petrol koku (veya kömür koku) ve talaş (yeşil silisyum karbür üretmek için tuz gereklidir) gibi hammaddelerin yüksek sıcaklıkta bir direnç fırınında eritilmesiyle yapılır. Mohs sertliği yüksek olan bir karbür türüdür, 9.5 derecesi ile dünyanın en sert elmasından (derece 10) sonra gelir ve mükemmel termal iletkenliğe sahiptir. Yüksek sıcaklıklarda oksidasyona direnebilen bir yarı iletkendir. C, N ve B gibi çağdaş oksit olmayan yüksek teknoloji refrakter hammaddeler arasında, silisyum karbür en yaygın kullanılan ve ekonomik olanıdır, çelik kumu veya refrakter kumu olarak adlandırılabilir. Yaygın olarak üretilen endüstriyel silisyum karbür iki türe ayrılır: siyah silisyum karbür ve yeşil silisyum karbür, her ikisi de 3.20-3.25 özgül ağırlığa ve 2840-3320kg/mm² mikro sertliğe sahip altıgen kristallerdir. Silisyum karbür, stabil kimyasal özellikler, yüksek termal iletkenlik, küçük termal genleşme katsayısı ve iyi aşınma direnci özelliklerine sahiptir. Ondan yapılan ileri refrakter malzeme, ısıya dayanıklı, şok geçirmez, küçük boyutlu, hafif ve yüksek mukavemetli olup, iyi enerji tasarrufu etkisine sahiptir.
Kordiyerit
Kordiyerit, su safiri veya dikroit olarak da bilinir, kimyasal formülü Mg2Al4Si5O18'dir; Na, K, Ca, Fe, Mn ve H2O gibi elementler içerebilir. Şist, gnays ve değişmiş magmatik kayalarda üretilir, renksiz olabilir ancak genellikle açık mavi veya açık mor, cam parlaklığında bir silikat mineralidir. Magnezyum kordiyerit, refrakter malzemeler olarak kullanılmak üzere yapay olarak sentezlenebilir. Kordiyerit, iyi yangın direnci ve düşük termal genleşme oranı nedeniyle seramik ve cam gibi malzemelerin yapımında kullanılabilir. Şu anda otomotiv arıtıcılarında bal peteği taşıyıcılar için hammadde olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
Zirkonyum oksit
Zirkonya seramikler, yüksek tokluk, yüksek eğilme mukavemeti, yüksek aşınma direnci, mükemmel yalıtım performansı ve çelikle benzer termal genleşme katsayısı nedeniyle yapısal seramikler alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Fonksiyonel seramikler açısından, mükemmel yüksek sıcaklık direnci nedeniyle indüksiyon ısıtma tüpleri, refrakter malzemeler ve ısıtma elemanları için ana hammadde olarak kullanılırlar. Ayrıca, zirkonya termal bariyer kaplamaları, katalizör taşıyıcıları, tıbbi, sağlık, refrakter malzemeler, tekstil ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Korindon
Korindon, alüminyum oksit (Al2O3) kristalleşmesiyle oluşan bir değerli taştır ve son derece yüksek alüminyum içeriğine sahiptir. Metalik krom ile karışmış korindon parlak kırmızı renkte olup genellikle yakut olarak adlandırılır; Mavi veya renksiz korindon genellikle safir olarak sınıflandırılır. Korindon, Mohs sertlik tablosunda 9. sırada yer alır. Özgül ağırlığı 4.00 olup, altıgen sütunlu bir kafes yapısına sahiptir. Korindon'un sertliği ve elmaslardan daha düşük fiyatı nedeniyle, zımpara kağıdı ve taşlama aletleri için iyi bir malzeme haline gelmiştir.
Gelişim trendi
- yerli bal peteği seramiklerin yüksek kaliteli pazardaki penetrasyon oranı artacak -
Yerli bal peteği seramikler, düşük kaliteli endüstriyel atık gazların enerji tasarrufu ve arıtılması alanında %90'ın üzerinde bir yerelleşme penetrasyon oranına ulaşmıştır. Önümüzdeki beş yıl içinde, Çin'deki bal peteği seramik üretim işletmelerinin yüksek kaliteli pazarın teknik engellerini sürekli olarak aşması ve yüksek kaliteli pazar ürünlerinin penetrasyon oranını artırması beklenmektedir. Uzun bir süredir, otomobil egzoz arıtma işleminin çekirdek teknolojisi ve ürün pazarı yabancı devler tarafından tekelleştirilmiş olup, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Corning ve Japonya'daki NGK, otomotiv endüstrisindeki yüksek hızlı gelişim döneminin avantajlarından yararlanmıştır. Çin'in altıncı ulusal standardının yükseltilmesiyle, Çin'deki yerli bal peteği seramikler bir gelişim penceresi dönemine girecektir.
Bal peteği seramikler, otomotiv egzoz arıtma sistemlerinde kullanılmasının yanı sıra, hassas filtrasyon ve ayırma, gürültü azaltma ve yalıtım, gaz ayırma ve arıtma, vehidrasyon gibi alanlarda da kullanılabilir. Uygulama kapsamı, geleneksel metalurji, kimya mühendisliği ve yapı malzemelerinden biyokimya, elektronik mühendisliği, gıda ve içecek endüstrisi, havacılık gibi birçok alana genişlemiştir ve geniş pazar uygulama potansiyeline sahiptir. Yeni süreçler ve malzemelerin optimizasyonu ve iyileştirilmesiyle, bal peteği seramiklerin uygulama alanları daha da genişleyecek, ekonomik değerleri ve sosyal faydaları büyük ölçüde vurgulanacaktır.
