Bahan Keramik Berpori, Bahan Keramik Sarang Lebah

Bahan berpori memainkan peran penting dalam peredaman guncangan, peredaman getaran, isolasi panas, peredaman kebisingan, penyaringan, dan sebagainya. Bahan padat berpori tinggi memiliki kekakuan tinggi dan kepadatan rendah. Oleh karena itu, bahan padat berpori alami sering digunakan sebagai struktur, seperti tulang. Sementara itu, penggunaan bahan keramik berpori oleh manusia tidak hanya berkaitan dengan aspek struktural, tetapi juga memiliki banyak kegunaan fungsional.

Daftar Isi

Bahan Berpori

Yang bahan berpori harus memiliki dua unsur berikut: yang pertama, bahan tersebut harus memiliki sejumlah besar pori; yang kedua, pori-pori tersebut harus dimanfaatkan untuk memenuhi persyaratan desain tertentu, sehingga dapat mencapai indeks kinerja yang diinginkan.

Jenis-jenis Bahan Berpori

Kandungan pori relatif (porositas) pada bahan berpori bervariasi. Berdasarkan ukuran porositasnya, bahan tersebut dapat diklasifikasikan menjadi bahan berporositas rendah dan sedang serta bahan berporositas tinggi. Pori-pori pada kelompok pertama sebagian besar tertutup, dan perilaku pori-pori tersebut mirip dengan fase inklusi dalam bahan. Bahan porositas tinggi memiliki tiga bentuk berdasarkan morfologi pori dan morfologi fase padat kontinu. Bentuk pertama adalah fase padat kontinu dengan susunan poligon dua dimensi, dan pori-pori tersebut dipisahkan oleh kolom-kolom, mirip dengan sarang lebah heksagonal, sehingga bahan berpori dua dimensi ini secara visual dapat disebut “bahan sarang lebah”. Bentuk kedua adalah fase padat kontinu yang memiliki struktur jaringan tiga dimensi, dan pori-pori yang terbentuk saling terhubung. Bahan berpori tiga dimensi ini disebut “bahan busa sel terbuka”. Bentuk ketiga adalah fase padat kontinu dengan struktur dinding polihedral, yang memisahkan pori-pori tertutup. Bahan berpori tiga dimensi ini disebut “busa sel tertutup”. Tentu saja, terdapat “busa sel semi-terbuka” di antara busa sel terbuka dan busa sel tertutup.

Bahan Keramik Berpori

Pengembangan bahan jenis ini dimulai pada tahun 1970-an dan merupakan bahan berpori dengan karakteristik tahan suhu tinggi. Ukuran pori berkisar dari nanometer hingga milimeter, kisaran porositas sekitar 20% ~ 95%, dan suhu penggunaannya dapat berkisar dari suhu kamar hingga 1600 ℃.

Klasifikasi Bahan Keramik Berpori

Secara umum, bahan keramik berpori dapat dibagi menjadi dua kategori: bahan keramik berstruktur sarang lebah dan bahan keramik berbusa. Lubang-lubang pada bahan keramik berstruktur sarang lebah membentuk susunan dua dimensi. Sementara itu, bahan keramik berbusa terdiri dari susunan tiga dimensi poliedra berongga.

Bahan Keramik Berbusa

Bahan keramik berbusa umumnya dapat dibagi lagi menjadi dua jenis, yaitu bahan keramik berpori terbuka dan bahan keramik berpori tertutup, tergantung pada apakah setiap rongga memiliki permukaan dinding yang padat. Pada bahan keramik sel terbuka, pori-pori saling terhubung. Jika terdapat permukaan dinding padat, busa tersebut disebut bahan keramik sel tertutup, di mana pori-pori dipisahkan satu sama lain oleh matriks keramik yang terus menerus. Perbedaan ini dapat dilihat dengan jelas dengan membandingkan permeabilitas kedua jenis busa tersebut. Beberapa keramik busa memiliki pori-pori yang sebagian terbuka dan sebagian tertutup.

Bahan keramik bersel terbuka juga dapat memiliki kekuatan yang relatif tinggi, permeabilitas yang lebih tinggi, ketahanan terhadap bahan kimia, ketahanan terhadap suhu tinggi, serta struktur yang seragam.