Quelle est la perspective d’application des matériaux filtrants en céramique poreux

Les matériaux de filtration en céramique poreux sont une sorte de matériau composite à matrice céramique riche en pores. En plus d’avoir les propriétés de résistance à hautes températures, de résistance à la corrosion et de non-vieillissement des matériaux céramiques, les matériaux filtrants en céramique poreux ont également d’excellentes propriétés que d’autres matériaux denses n’ont pas, telles que la légèreté, l’absorption acoustique, l’isolation thermique, l’absorption d’énergie et la surface spécifique élevée. Ces propriétés font que les céramiques poreuses ont de bonnes applications dans la filtration et la purification, le chargement de catalyseur, l’absorption acoustique, l’absorption des chocs, la prévention des incendies et la conservation de la chaleur. En termes de sa représentation d’isolation thermique, due à la faible conductivité thermique de la céramique elle-même, le gaz rempli dans la structure poreuse améliore considérablement la représentation d’isolation thermique du matériel, de sorte que la céramique poreuse puisse être employée en tant que matériaux d’isolation à haute température dans la construction, l’aérospatiale, le stockage, les machines et d’autres domaines, dans une variété de bâtiments, moteurs, réfrigérateurs, fours industriels et d’autres applications d’ingénierie sont très appropriées, C’est un matériau fonctionnel important pour la conservation de la chaleur, l’isolation thermique et la conservation du froid. L’étude des matériaux d’isolation en céramique poreuse a donc une importance pratique très importante.

Matériaux céramiques poreux

Les matériaux d’isolation peuvent être divisés en isolation à haute température et isolation à basse température en fonction de leurs objectifs spécifiques. L’isolation à haute température vise à empêcher la chaleur interne de l’objet de se répandre, à améliorer l’utilisation de l’énergie thermique ou à empêcher la température de l’objet ou du récipient de tomber. L’isolation basse température est conçue pour bloquer la chaleur entrante du monde extérieur, empêchant ainsi la température interne de l’objet de monter. Les céramiques poreuses ont un point de fusion élevé et sont généralement utilisées comme matériaux d’isolation thermique à haute température. À l’heure actuelle, la céramique poreuse a été largement utilisée comme matériaux d’isolation thermique dans le four à gaz traditionnel et le four électrique à haute température à 1600℃. Dans le vaisseau spatial Shenzhou et les fusées de longue marche, des matériaux d’isolation multicouche composés de matériaux d’isolation poreux en céramique et en métal ont été bien appliqués. La navette spatiale &#La coque isolée est faite de céramique poreuse aspirée, le meilleur matériau d’isolation au monde. Le Xiaobian suivant fera une brève introduction aux matériaux céramiques d’isolation thermique poreuse importants et à leurs domaines d’application.

Céramique poreuse de fibres

La fibre en céramique est une sorte de matériaux d’isolation traditionnels, excellente représentation réfractaire dans l’un des matériaux réfractaires légers de fibre, la composition chimique principale est le silicate d’aluminium, la structure a la porosité élevée, la porosité et la surface spécifique, etc. La structure interne des produits en fibre céramique est une structure poreuse composée de fibre céramique et d’air. Les caractéristiques de la microstructure sont que les phases solides et gazeuses existent sous la forme de phases continues, les substances solides existent sous la forme de fibres, et constituent un squelette de phase continue, tandis que la phase gazeuse existe en continu dans l’espace de cadre du matériau de fibre. C’est en raison de cette structure que la fibre céramique a une porosité plus élevée, une plus grande taille de pores et une surface spécifique, de sorte que la fibre céramique a d’excellentes performances d’isolation thermique et une densité de petit volume.

SEM photos de trous de structure de cadre en fibre de Mullite poreuse

Les matériaux d’isolation en fibre céramique ont été le premier choix pour les systèmes de protection thermique des missiles et de l’aérospatiale en raison de leurs avantages de faible densité, de faible conductivité thermique et de capacité thermique élevée. Par exemple, la tuile d’isolation thermique utilisée pour l’isolation extérieure des vaisseaux spatiaux à grande vitesse est l’un d’entre eux.

Grandes particules céramiques frittées

Avec le développement de l’industrie moderne, l’industrie céramique et l’industrie métallurgique produit de plus en plus de scories et de déchets en céramique, les chercheurs à polir les scories de déchets, le sable à haute température, le sable à basse température, l’argile comme matières premières pour préparer des matériaux céramiques poreux de protection de l’environnement avec la fonction d’isolation thermique, réalisent le véritable sens des déchets dans le trésor. Les céramiques poreuses préparées par cette méthode ont une isolation thermique et une résistance plus faibles que les autres céramiques, mais le processus est simple, les matières premières sont abondantes et le prix est bas, et certains déchets industriels peuvent être éliminés dans le respect de l’environnement.

Un matériau céramique poreux respectueux de l’environnement préparé avec du laitier de polissage, de la poudre de Pierre de Hunan, du sable b5 et de l’argile sphérique intermédiaire

En raison de la consommation rapide de ressources naturelles, les gens essaient également de convertir les déchets en production industrielle, comme l’utilisation de sable de quartz et d’autres préparations de briques creuses non argileuses, qui peuvent non seulement atteindre l’objectif d’économie de matières premières, mais aussi d’économie d’énergie et de réduction des émissions. Actuellement, 70~80% des matériaux de mur en Europe et aux etats-unis sont devenus des briques poreuses. L’application de matériaux d’isolation poreux peut rendre la maison chaude en hiver et fraîche en été, ce qui peut réduire l’utilisation du chauffage et de la climatisation et d’autres appareils électriques dans une grande mesure, et indirectement économiser de l’énergie.

Revêtement céramique barrière thermique poreuse

Le revêtement céramique barrière thermique est le matériau d’isolation thermique le plus efficace pour les moteurs d’avion actuellement. La technologie la plus mature est le revêtement de zircone stabilisé à l’oxyde d’yttrium (PYSZ) TBCs. Revêtement barrière thermique a été largement utilisé dans les pièces d’extrémité chaudes de vaisseau spatial et de turbine, qui protègent les pièces d’extrémité chaudes en réduisant la température de la matrice métallique. Afin d’améliorer encore la performance d’isolation thermique du revêtement de barrière thermique, le revêtement de barrière thermique est préparé sous forme poreuse. Certains chercheurs ont étudié l’effet de la température et de la porosité sur la conductivité thermique et ont confirmé que l’introduction de la porosité peut améliorer les performances d’isolation thermique du revêtement barrière thermique.

Les céramiques poreuses ont d’excellentes performances d’isolation thermique, la capacité portante à haute température, a des avantages incomparables dans le domaine de l’isolation thermique à haute température, en particulier dans le domaine de la protection thermique aérospatiale avec l’environnement dur et les exigences de qualité dures, si les céramiques poreuses utilisées comme matériaux d’isolation thermique a une très bonne perspective de développement. À l’heure actuelle, les chercheurs ont mis au point une variété de matériaux d’isolation en céramique poreuse et les ont utilisés dans la pratique de production, mais il existe encore certaines limites et lacunes dans le développement de matériaux d’isolation en céramique poreuse, comme le mécanisme et les conditions de contrôle de divers processus de conductivité thermique des matériaux n’ont pas été entièrement maîtrisés, et les facteurs de contrôle de la performance de l’isolation en céramique poreuse ne peuvent pas être complètement maîtrisés. Par conséquent, il restreint l’application plus large des céramiques poreuses. À l’avenir, les chercheurs concernés devraient explorer davantage le mécanisme de conductivité thermique des matériaux poreux, et l’industrialisation de la préparation des matériaux poreux est la direction du développement de la céramique poreuse.