1. A partir da década de 1960Em 1963, o cientista americano Schwartzwalder inventou o método de impregnação com espuma orgânica. Cerâmicas porosas foram obtidas pela impregnação de uma suspensão cerâmica com um esqueleto de espuma orgânica e remoção da matéria orgânica em alta temperatura, estabelecendo o princípio fundamental de preparação de cerâmicas espumosas (com base em alumina), que é a fonte técnica de partículas de cerâmica espumosa de alumina.
2. A partir da década de 1970---1978, Mollard FR e Davidson N dos Estados Unidos desenvolveramfiltro de espuma cerâmica de aluminaque pode ser usado para filtração de fundição de liga de alumínio usando o método de impregnação de espuma orgânica com alumina e caulim como principais matérias-primas, melhorando muito a qualidade das peças fundidas e reduzindo a taxa de refugo, marcando que os grânulos cerâmicos de espuma de óxido de alumínio entraram oficialmente na fase de aplicação industrial e promovendo seu desenvolvimento em larga escala.
3. Na década de 1980---A Europa, os Estados Unidos, o Japão e outros países competiram em pesquisa e desenvolvimento para criar filtros de espuma cerâmica de diversos materiais e especificações. A produção foi impulsionada pela mecanização e automação, e os produtos foram serializados e padronizados.
A China iniciou a pesquisa sobre cerâmica de espuma de alumina no início da década de 1980. A Universidade de Tecnologia de Harbin, o Instituto de Tecnologia de Fabricação de Máquinas de Xangai e outras instituições assumiram a liderança na realização de trabalhos relevantes, gradualmente conquistando autonomia tecnológica e industrialização, e reduzindo a distância para o mercado internacional.
O processo principal é a impregnação com espuma orgânica, e as etapas são as seguintes:
1. Preparação da pasta:Misture o pó de alumina, o aglutinante, o dispersante, o auxiliar de sinterização e a água, mexendo até obter uma pasta homogênea com alto teor de sólidos e baixa viscosidade.
2. Impregnação e suspensão da suspensão:Mergulhe a estrutura de espuma orgânica pré-fabricada (como esponja de poliuretano) na pasta e faça com que a pasta adira uniformemente à parede dos orifícios da estrutura de espuma por meio de extrusão e laminação para remover o excesso de pasta.
3. Secagem e cura:Após a aplicação da pasta adesiva, coloque o corpo de espuma pendurado em uma estufa de secagem e deixe secar a uma temperatura de 80 a 120 °C para solidificar o adesivo, melhorar a resistência do corpo e evitar deformações em tratamentos subsequentes.
4. Desengorduramento e remoção de cola:Coloque o corpo verde seco no forno de sinterização e aqueça-o a 400-600 °C para que a estrutura de espuma orgânica e o aglutinante se decomponham e volatilizem completamente, formando um corpo verde de alumina porosa. Nesta etapa, é necessário controlar a taxa de aquecimento para evitar que o corpo verde rache.
5. Sinterização em alta temperatura:O corpo verde desengordurado é aquecido a 1400 – 1600 ℃ para sinterização, de modo que as partículas de óxido de alumínio sofram reação em fase sólida, os grãos cresçam e se unam intimamente, formando um esqueleto cerâmico de alta resistência e, finalmente, obtendo-se aparas cerâmicas de espuma de óxido de alumínio.
6. Pós-processamento:Cortar, polir e limpar de acordo com os requisitos para obter produtos acabados com as dimensões e precisão especificadas.
1. Alta porosidade:A porosidade situa-se geralmente entre 60% e 90%, e o tamanho dos poros pode ser ajustado (de dezenas de micrômetros a alguns milímetros), com poros interconectados.
2. Baixa densidade:A densidade aparente é de apenas 0,3-1,2 g/cm³, muito inferior à das cerâmicas de alumina densas (cerca de 3,95 g/cm³).
3. Resistência a altas temperaturas:A temperatura de uso a longo prazo pode atingir 1200-1600 ℃, e a curto prazo pode suportar altas temperaturas de 1800 ℃, sem derreter ou amolecer.
4. Resistência à corrosão:Resistência a ácidos e álcalis (exceto em meios fortemente alcalinos), resistência a solventes químicos, superior a materiais metálicos porosos.
5. Bom desempenho de filtragem:A estrutura de poros interconectados consegue interceptar eficientemente partículas sólidas no fluido, apresentando baixa resistência.
6. Isolamento térmico:A alta porosidade dificulta a condução e a convecção de calor, tornando-o um excelente material isolante para altas temperaturas.
7. Resistência mecânica moderada:A resistência à compressão e à flexão atendem aos requisitos de uso industrial e possuem um certo grau de tenacidade, não sendo facilmente quebradiços.
8. Alta capacidade de personalização:É possível personalizar diferentes tamanhos, formatos e PPIs, atendendo assim às necessidades de diversas aplicações.
- Campo de filtração de alta temperatura
1. Filtração de metal fundido:Ao fundir metais não ferrosos, como alumínio, cobre, zinco, etc., o processo filtra inclusões de óxido e partículas de impurezas na massa fundida, melhorando a pureza da peça fundida.
2. Filtragem de gases de combustão em altas temperaturas:Utilizado para a remoção de poeira de gases de combustão em altas temperaturas em indústrias como metalurgia, engenharia química e incineração de resíduos, interceptando partículas de poeira e purificando gases.
- Campo de isolamento térmico
1. Revestimento de fornos industriais:Camada isolante para fornos de cerâmica, fornos metalúrgicos e fornos de vidro para reduzir a perda de calor e economizar energia.
2. Componentes aeroespaciais:Como materiais isolantes para espaçonaves e motores, eles podem suportar ambientes de alta temperatura.
- Campo de suporte catalítico
1. Tratamento de gases de escape automotivos:Pode ser carregado com catalisadores para substituir alguns suportes metálicos, sendo utilizado para a conversão catalítica de substâncias nocivas nos gases de escape.
2. Catálise química:Como suporte de catalisador em reações químicas, aumenta a área de contato com a reação e melhora a eficiência catalítica.
- Outros campos
1. Absorção sonora e redução de ruído:Utilizados como materiais absorventes de som em ambientes corrosivos e de alta temperatura, como compartimentos de motores e camadas de isolamento acústico em instalações industriais.
2. Biomedicina:Cerâmicas de espuma de alumina de alta pureza podem ser usadas como suportes para engenharia de tecido ósseo, apresentando boa biocompatibilidade.
Alinna Wang
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Data da publicação: 22/01/2026