Կերամիկական փրփուրների գիտությունը։ Ինչպե՞ս են դրանք արտադրվում։

Փրփրապլաստե կերամիկան առանձնահատուկ տեղ է զբաղեցնում նյութագիտության և դրա առաջընթացների ռեժիմում: Նյութի նվազագույն խտությունը, ծակոտկենությունը և գերազանց ջերմամեկուսիչ հատկությունները այն դարձնում են օգտակար տարբեր կիրառություններում: Ստորև գրված հոդվածը ներառում է տարբեր ասպեկտներ և նկարագրում է փրփուրի տարբեր հնարավոր մեթոդներ:Կերամիկայի արտադրություն.

Ի՞նչն է կերամիկական և մետաղական փրփուրները հայտնի դարձնում։

Փրփուրներ, լինեն դրանք կերամիկական, թեմետաղական փրփուրներպատրաստված են հիմնական նյութի ծակոտիներում գազ լցնելուց։ Ծակոտիները կարող են լինել կամ կնքված, կամ փակ բնույթով, կամ փոխկապակցված և բաց թողնված։ Փրփուրի բնութագիրը սահմանող հիմնական միավորը նրա ունեցած ծակոտիների չափն է։ Ընդհանուր առմամբ, ծակոտիները կամ դատարկ տարածությունները կազմում են հիմնական նյութի 75-90%-ը։

Ալյումինե փրփուրներն ընդդեմ կերամիկական փրփուրների. համեմատություն

Ալյումինե փրփուրներ

Պարզ ասած՝ մետաղական փրփուրը մետաղ է, որը լցված է ծակոտկեն գազային տարածություններով, որոնք կազմում են դրանց ծավալի մեծ մասը: Բարձրորակ մետաղական փրփուրները սովորաբար արտադրվում են ալյումինը որպես հիմնական մետաղ ընդունելով: Ալյումինմետաղական փրփուրկազմված է ալյումինից, որտեղ տաք մետաղի մեջ գազի ներթափանցումը ծակոտիներ է առաջացնում: Հալված ալյումինի մեջ ծակոտիներ ստեղծելու համար կարող է օգտագործվել գազ կամ դիսպերսանտ:

Կառուցվածքըալյումինե մետաղական փրփուրունի փոխկապակցված ալյումինե մանրաթելեր, որոնք հիմնականում երկու տեսակի են լինում։ Երկու տեսակներըԱլյումինե մետաղական փրփուրբաց բջջային տիպի ենալյումինե փրփուրկամ փակ բջջային տեսակ: Այս փրփուրների հիմնական օգտագործումն այն է, որ այս ալյումինե փրփուրները մնում են փոփոխական՝ պահանջվող բարենպաստ հատկությունների առումով: Հսկայական մակերեսը, տարբեր ձևաբանությունը և թեթև քաշը գրավիչ առանձնահատկություններ են:Ալյումինե փրփուրներ.

Ալյումինե փրփուրի հատկությունները

Ալյումինե փրփուրներսովորաբար մնում են անգործունակ կրակի նկատմամբ

Theալյումինե փրփուրունի 2-11 մմ չափս յուրաքանչյուր բջջում և մոտ 70-90% ծակոտկենություն

Փրփուրի չափերը կարող են փոփոխվել կիրառման կախվածությունից, և դրանք առաջարկում են 44 ՄՊա ամրություն։

Theալյումինե մետաղական փրփուրունի սովորական ալյումինե մետաղից մեծ դիմադրություն, որը մոտ 100 անգամ կամ ավելի է։

Ալյումինե փրփուրների կիրառումը

Ավտոմեքենաների անվտանգությունը օրեցօր ավելի տարածված է դառնում՝ կախված թեթև նյութերից, որպեսզի...ալյումինե փրփուր.

Ձայնի կլանումըալյումինե փրփուրարտադրում է ավտոմեքենաների արտադրության մեջ լավագույն հավելանյութը

Ալյումինե փրփուրներթեթև են բնույթով և կիրառություն են գտնում ավիատիեզերական ոլորտում։

Ալյումինե փրփուրներառավել հարմար են դիզայներական արդյունաբերության համար, քանի որ փայտի հետ համատեղելիս այն ծառայում է որպես լավ ամրացնող նյութ։

Ինչպե՞ս է պատրաստվում մետաղական փրփուրը։

Արտադրության ժողովրդական մեթոդըԱլյումինե փրփուր կամ մետաղական փրփուրներօդի ներարկման մեթոդ է: Սկզբնական քայլը ներառում է մետաղական մատրիցային կոմպոզիտի պատրաստումը՝ օգտագործելով ալյումինի և մագնեզիումի կամ սիլիցիումի կարբիդի օքսիդներ: Հալույթի ձևավորումից հետո օդը, ազոտը կամ արգոնը ներարկվում են ծորակի կամ թևիկների միջոցով՝ խառնուրդի մեջ միատարր բաշխումն ապահովելու համար:

Մետաղական փրփուրներ արտադրելու մեկ այլ եղանակ է փչող նյութի օգտագործումը: Ջերմային քայքայումը հանգեցնում է փչող նյութի գազերի արտանետմանը և խոռոչների առաջացմանը: Արդյունաբերությունները նաև օգտագործում են պինդ գազի էվտեկտիկ առաջացման այլ մեթոդներ՝ ջրածնի առկայությամբ փրփրացում առաջացնելու համար: Նման արտադրության մեջ ծակոտիների չափը տատանվում է 10 միկրոմետրից մինչև 10 մմ:

Կերամիկական փրփուրներ

Իր բջջային կառուցվածքի շնորհիվ կերամիկական փրփուրը նյութերի արտադրության անբաժանելի մասն է կազմել: Պարզ արտադրությունը ներառում է պոլիմերների օգտագործումը կերամիկական խառնուրդի հետ միասին: Մարմինը կպահպանի կերամիկան իր կառուցվածքում, որտեղ բարձր ջերմաստիճանի և մեկուսացման հատկությունները լրացուցիչ առավելություն ունեն: Կերամիկական փրփուրն ունի տարբեր կիրառություններ, ինչպիսիք են ջերմամեկուսացումը, ձայնամեկուսացումը և էներգատար տարբեր կիրառություններ:

Կերամիկական փրփուրների հատկությունները

Կերամիկական փրփուրները սովորաբար կազմված են բջջային կառուցվածքներից, որոնք բնույթով ծակոտկեն են: Մյուս կողմից, եռաչափ ցանցային կառուցվածքը փխրուն է՝ նյութում տեսանելի տարածություններով կամ խոռոչներով: Բջիջներում խոռոչները գծային չափսեր ունեն և սովորաբար չափվում են միլիմետրերից մինչև միկրոմետրեր: Չնայած ծակոտկեն կերամիկական փրփուրները կարծր են՝ խոռոչները զբաղեցնում են օդը կամ գազը մինչև 95-96%:

Կան սիլիցիումի կարբիդից, ալյումինից, ցիրկոնիումից, տիտանից և սիլիցիումից պատրաստված կերամիկական փրփուրների տարբեր տեսակներ: Կերամիկական փրփուրները հայտնի են իրենց թեթևությամբ: Դրանք ունեն լավ թափանցելիություն որոշակի նյութերի նկատմամբ: Կերամիկական փրփուրների սեղմման դիմադրությունը գերազանց է:

Այս կերամիկական փրփուրների հենց այս հատկությունը դրանք լավ ընտրություն է դարձնում մեքենայական մշակման համար:

Կերամիկական փրփուրների կիրառումը

Կերամիկական արդյունաբերության միկրոկառուցվածքները օգտակար են եղել էլեկտրոնային արդյունաբերության մեջ։ Դրանք օգտակար են մարտկոցների, էլեկտրոդների և այլնի արտադրության մեջ։

Կերամիկայի ջերմամեկուսիչ հատկությունները օգտագործվում են լավ ջերմակայունություն ապահովելու համար։ Դրանք կարող են օգտագործվել որպես կառուցվածքային նյութեր ջերմամեկուսացման մեջ՝ ապահովելով ջերմամեկուսացման և ամրության կրկնակի դեր։

Կերամիկական փրփուրները կարող են օգտագործվել աղտոտվածության դեմ պայքարի համար: Թափանցիկությունը դրանք դարձնում է արդյունավետ միջոց աղտոտվածության դեմ պայքարի համար: Կերամիկական փրփուրները կատալիզատորներին ապահովում են մակերես՝ կլանված մասնիկները օքսիդացնելու համար:

Կերամիկական փրփուրները նաև օգտագործվում են մարդու մարմնի հենարանային կառուցվածքներին օժանդակելու համար՝ իրենց կենսահամատեղելիության շնորհիվ։

Կերամիկական արտադրության մեթոդներ

Ստորև ներկայացված են կերամիկական փրփուրներ պատրաստելու որոշ տարածված մեթոդներ՝

Ուղղակի փրփրացման գործընթաց

Գործընթացը սկսվում է կերամիկական խառնուրդի կախույթի պատրաստմամբ, որին հաջորդում է փրփրացումը: Պոլիմերացման ավարտից հետո կաղապարը հանվում է, իսկ ձևավորված փրփուրը չորանում և ավելի ուշ թրծվում է: Այս գործընթացը ստեղծում է ավելի ամուր խոռոչներ, որոնք կարող են դիմակայել ավելի բարձր մակարդակի մշակմանը:

Գործընթացը օժանդակվում է փրփրացնող նյութի միջոցով, որը, երբ խառնվում է կերամիկական խառնուրդի հետ, առաջացնում է փրփուր, որը հետագայում կայունանում է, որին հաջորդում է պնդացումը: Ուղղակի փրփրացման վրա հիմնված կերամիկական արտադրությունը հայտնի է իր պարզությամբ և հուսալիությամբ և օգտակար է ծակոտկենությունը վերահսկելու համար: Կայունացումը սովորաբար իրականացվում է հավելանյութերի մանրակրկիտ ուսումնասիրությունից հետո:

Կիրառություն և առավելություններ

Այն սովորաբար օգտագործվում է մետալուրգիական արդյունաբերության մեջ, որտեղ ծակոտկենությունը կարևոր դեր է խաղում

Նման փրփուրները օգտագործվում են ջերմամեկուսացման համար

Գելային ձուլման մեթոդ

Երբ նախընտրելի է միատարրություն և ավելի բարձր ամրություն, գելային ձուլումը լավագույն մեթոդն է։կերամիկական արտադրությունԳործընթացը պարզ է և սկսվում է կոլոիդային սուսպենզիան ջրում լուծվող մոնոմերի և փրփրացնող նյութի հետ խառնելով: Պոլիմերացումից հետո փրփուրը գելանում է: Գելային ձուլումը արտադրում է ամուր և կոշտ կերամիկական փրփուրներ:

Կիրառություն և առավելություններ

Այն օգտագործվում է քիմիական արդյունաբերություններում ֆիլտրեր կամ դիմացկուն մեմբրաններ արտադրելու համար

Կենսաբժշկական դաշտեր իմպլանտների և հենարանային գերկառուցվածքների համար

Գործընթացը ապահովում է ծակոտկենության վերահսկում և միատարրության բարձր աստիճան։

Կրկնօրինակման տեխնիկա

Կրկնօրինակման մեթոդը ներառում է հետևյալ մեթոդները.կերամիկական արտադրությունորտեղ կերամիկական խառնուրդը պատվում է փրփուրի վրա: Պոլիմերային փրփուրը հետագայում այրվում է սինթերացման միջոցով: Սա կրկնօրինակում է կերամիկական փրփուրը, որը սկզբնապես նման է պոլիմերային փրփուրի: Կրկնօրինակման տեխնոլոգիայով արտադրված կերամիկական փրփուրներն ունեն ավելի բարձր թափանցելիություն և ավելի քիչ ամրություն:

Կիրառություն և առավելություններ

Այն օգտագործվում է կենսաբժշկական ոլորտում բարդ երկրաչափություններ, ինչպիսիք են ոսկրային իմպլանտները, արտադրելու համար

Ավտոմոբիլային և ավիատիեզերական արդյունաբերությունները սովորաբար օգտագործում են կրկնօրինակման մեթոդով պատրաստված կերամիկան՝ դրա թեթև քաշի պատճառով։

Գործընթացում ուշադիր նկատառումները ապահովում են, որ նյութի էական երկրաչափությունում գերակշռող դատարկության թերություններ չլինեն։

Օսլայի կոնսոլիդացիայի գործընթացը

Օսլայի կոնսոլիդացիայի մեթոդըկերամիկական արտադրությունԸնդհանուր առմամբ էժան է և որևէ թունավորություն չի հաղորդում։ Այն էկոլոգիապես մաքուր է և այրման համար օգտագործում է մոտ 300-600 աստիճան սելենդային ջերմաստիճան։ Ջերմաստիճանը ապահովում է, որ կերամիկական փրփուրի ձևավորման ընթացքում թերություններ չառաջանան։

Գելացնող նյութը, ինչպիսին է սննդային օսլան, ավելացվում է կերամիկական փոշուն, ապա խառնվում է թորած ջրի հետ։ Այնուհետև խառնուրդը ենթարկվում է այնպիսի գործընթացների, ինչպիսիք են խառնումը, ձուլումը, մակարդումը և վերջապես չորացումը։ Չորացնելուց հետո ստացված զանգվածը թրծվում է ավելի բարձր ջերմաստիճանում, որի արդյունքում առաջանում է կերամիկական փրփուր։

Կիրառություն և առավելություններ

Ապահովում է դատարկ թերությունների բացակայություն

Կերամիկայի արտադրության էկոլոգիապես մաքուր եղանակ

Էմուլսիայի մեթոդ

Էմուլսիայի մեթոդում, ինչպես անունն է հուշում, էմուլսիաները օգտագործվում են անելու համարկերամիկական արտադրությունփրփուրներ ստեղծելու համար։ Կերամիկական մասնիկները պատրաստվում են այնպես, որ կախույթի մեջ լինեն երկու անխառն հեղուկներից պատրաստված խառնուրդում։ Երբ էմուլսիան ձևավորվում և կայունանում է, մյուս հեղուկ փուլը հեռացվում է կամ գոլորշիացման, կամ այրման միջոցով։

Կիրառություն և առավելություններ

Էմուլսիայի տեխնիկան ապահովում է լավ ֆիլտրի արդյունավետություն, հետևաբար լայնորեն ճանաչված է ֆիլտրման համակարգերում

Դրանք օգտագործվում են ծակոտկեն մեկուսիչ նյութերի արտադրության համար և առաջարկում են թեթև քաշ։

Չնայած տեխնիկան ապահովում է լավ ծակոտիների չափս և միատարր բաշխում, արտադրական մեթոդի կարևորությունը տեխնիկան ավելի դժվար է դարձնում օգտագործելը։

Սոլ գել մեթոդ

Ինչպես անունն է հուշում, սոլ-գելի մեթոդը լուծույթի կերամիկական կառուցվածքի վերածումն է, մինչդեռ քիմիական պայմանները վերահսկվում են քայլ առ քայլ։ Սոլ-գելի մեթոդումկերամիկական արտադրությունծակոտկենությունը բարդ կերպով վերահսկվում է՝ առանց նյութի էական ամրությունը վտանգելու։

Կիրառություն և առավելություններ

Այս մեթոդը սովորաբար կիրառվում է թաղանթների, ծածկույթների, սենսորների և այլնի արտադրության մեջ։

Ստացվում է բարձր մաքրության փրփուր

Եզրակացություն

Հոդվածում քննարկվել են փրփուրների մանրամասն նկարագրությունը, փրփուրների տարբեր տեսակները և կերամիկական փրփուրի արտադրության համաշխարհային տեխնիկան: Կերամիկական փրփուրների դեպքում հատկությունների վերահսկողությունը կարևոր դեր է խաղում: Տարբեր արտադրական մեթոդները ապահովում են, որ բարենպաստ հատկությունները ներկայացվեն՝ կիրառմանը նպաստելու համար: