Пористый керамический материал, керамический материал сотовой структуры

Пористые материалы играют важную роль в амортизации, гашении вибраций, теплоизоляции, шумоподавлении, фильтрации и т. д. Твердые тела с высокой пористостью обладают высокой жесткостью и низкой плотностью. Поэтому природные пористые твердые тела часто используются в качестве конструкций, например, кости. В то же время использование человеком пористых керамических материалов имеет не только конструктивные аспекты, но и множество функциональных применений.

Содержание

Пористые материалы

Этот пористый материал должен обладать следующими двумя характеристиками: во-первых, материал должен содержать большое количество пор; во-вторых, эти поры должны использоваться для удовлетворения определённых конструктивных требований, с тем чтобы обеспечить достижение желаемых эксплуатационных показателей.

Типы пористых материалов

Относительное содержание пор (пористость) в пористых материалах варьируется. В зависимости от размера пор материалы можно разделить на материалы с низкой и средней пористостью, а также на материалы с высокой пористостью. Поры в первых в основном закрыты, и их поведение схоже с поведением включенной фазы в материале. Второй тип имеет три формы, определяемые морфологией пор и морфологией непрерывной твёрдой фазы. Первая форма представляет собой непрерывную твёрдую фазу с двумерным расположением многоугольников, причём поры, соответственно, разделены колоннами, подобно шестиугольному пчелиному соту, поэтому этот двумерный пористый материал можно визуально назвать “сотовым материалом”. Вторая форма заключается в том, что сплошная твёрдая фаза имеет трёхмерную сеточную структуру, а образованные поры взаимосвязаны. Этот трёхмерный пористый материал называется “пенопластом с открытыми порами”. Третья форма представляет собой сплошную твёрдую фазу с многогранной структурой стенок, разделяющих закрытые поры. Этот трёхмерный пористый материал называется “пенопластом с закрытыми порами”. Конечно, между пенопластами с открытыми и закрытыми порами существуют также “пенопласты с полуоткрытыми порами”.

Пористый керамический материал

Разработка этого типа материала началась в 1970-х годах; речь идет о пористом материале, обладающем высокотемпературными характеристиками. Размер пор варьируется от нанометра до миллиметра, диапазон пористости составляет примерно 20% ~ 95%, рабочая температура может составлять от комнатной до 1600 ℃.

Классификация пористых керамических материалов

В целом пористые керамические материалы можно разделить на две категории: керамические материалы со структурой «соты» и пенокерамические материалы. Отверстия в керамических материалах сотовой структуры образуют двумерную структуру. В то же время пенокерамические материалы состоят из трехмерной структуры, образованной полыми многогранниками.

Пенокерамические материалы

Пенокерамические материалы обычно подразделяются на два типа: сетчатые керамические материалы и керамические материалы с закрытыми порами — в зависимости от того, имеет ли каждая порожнина сплошную стенку. В случае керамических материалов с открытыми порами поры соединены между собой. Если же имеется сплошная стенка, то такой пенокерамический материал называется керамическим материалом с закрытыми порами, в котором поры отделены друг от друга сплошной керамической матрицей. Эти различия можно ясно увидеть, сравнив проницаемость этих двух видов пенокерамики. Некоторые виды пенокерамики имеют как частично открытые, так и частично закрытые поры.

Керамические материалы с открытыми порами также могут обладать относительно высокой прочностью, повышенной проницаемостью, химической стойкостью, термостойкостью и однородной структурой.