1. Aus den 1960er Jahren1963 erfand der amerikanische Wissenschaftler Schwartzwalder das organische Schaumimprägnierungsverfahren. Poröse Keramiken wurden durch Imprägnieren einer Keramikschlämme mit einem organischen Schaumgerüst und anschließendes Entfernen der organischen Bestandteile bei hoher Temperatur gewonnen. Dies legte den Grundstein für die Herstellung von Schaumkeramiken (auf Aluminiumoxidbasis) und ist die technische Grundlage für Aluminiumoxid-Schaumkeramik-Chips.
2. Aus den 1970er Jahren---1978, Mollard FR und Davidson N aus den Vereinigten Staaten entwickeltenAluminiumoxid-KeramikschaumfilterDas Verfahren kann zur Filtration von Aluminiumlegierungsgussteilen eingesetzt werden, indem man mit Aluminiumoxid und Kaolin als Hauptrohstoffen eine organische Schaumimprägnierungsmethode anwendet. Dadurch wird die Qualität der Gussteile erheblich verbessert und die Ausschussquote reduziert. Dies markiert den offiziellen Eintritt von Aluminiumoxid-Schaumkeramikchips in die industrielle Anwendungsphase und fördert deren großflächige Entwicklung.
3. In den 1980er Jahren---Europa, die USA, Japan und andere Länder wetteiferten in Forschung und Entwicklung um die Herstellung von Schaumkeramikfiltern aus verschiedenen Materialien und mit unterschiedlichen Spezifikationen. Die Produktion wurde mechanisiert und automatisiert, und die Produkte wurden in Serie gefertigt und standardisiert.
China begann Anfang der 1980er Jahre mit der Forschung an Aluminiumoxid-Schaumkeramik. Die Technische Universität Harbin, das Shanghaier Institut für Maschinenbautechnik und andere Institutionen spielten eine führende Rolle bei der Durchführung entsprechender Arbeiten, erreichten schrittweise technologische Autonomie und Industrialisierung und verringerten die Kluft zum internationalen Markt.
Das gängigste Verfahren ist die Imprägnierung mit organischem Schaum, wobei die einzelnen Schritte wie folgt sind:
1. Zubereitung der Suspension:Aluminiumoxidpulver, Bindemittel, Dispergiermittel, Sinterhilfsmittel und Wasser vermischen und zu einer gleichmäßigen Suspension mit hohem Feststoffgehalt und niedriger Viskosität verrühren.
2. Imprägnierung und Aufhängen der Suspension:Das vorgefertigte Gerüst aus organischem Schaumstoff (z. B. Polyurethanschaum) wird in die Suspension eingetaucht. Durch Extrusion und Walzen wird die Suspension gleichmäßig an die Lochwände des Schaumstoffgerüsts verteilt, um überschüssige Suspension zu entfernen.
3. Trocknen und Aushärten:Den Schaumstoffkörper nach dem Aufhängen in der Schlämme in den Trockenofen geben und bei 80 – 120 ℃ trocknen, um den Klebstoff auszuhärten, die Festigkeit des Körpers zu verbessern und Verformungen bei der nachfolgenden Behandlung zu verhindern.
4. Entfetten und Entfernen von Klebstoffen:Der getrocknete Grünling wird in den Sinterofen gegeben und auf 400–600 °C erhitzt, damit sich das organische Schaumgerüst und das Bindemittel vollständig zersetzen und verdampfen und so ein poröser Aluminiumoxid-Grünling entsteht. In dieser Phase muss die Aufheizrate kontrolliert werden, um ein Reißen des Grünlings zu verhindern.
5. Hochtemperatursintern:Der entfettete Grünling wird zum Sintern auf 1400 – 1600 ℃ erhitzt, sodass die Aluminiumoxidpartikel eine Festphasenreaktion eingehen, die Körner wachsen und sich eng verbinden, wodurch ein hochfestes Keramikgerüst entsteht und schließlich Aluminiumoxid-Schaumkeramik-Chips gewonnen werden.
6. Nachbearbeitung:Zuschneiden, Polieren und Reinigen nach Vorgaben, um Fertigprodukte mit den gewünschten Abmessungen und der erforderlichen Präzision zu erhalten.
1. Hohe Porosität:Die Porosität liegt im Allgemeinen zwischen 60% und 90%, und die Porengröße kann angepasst werden (von einigen zehn Mikrometern bis zu wenigen Millimetern), wobei die Poren miteinander verbunden sind.
2. Niedrige Dichte:Die Schüttdichte beträgt nur 0,3-1,2 g/cm³, ist damit aber deutlich geringer als die von dichter Aluminiumoxidkeramik (ca. 3,95 g/cm³).
3. Hohe Temperaturbeständigkeit:Bei langfristiger Nutzung kann die Temperatur 1200-1600 ℃ erreichen, kurzfristig hält sie hohen Temperaturen von 1800 ℃ stand, ohne zu schmelzen oder zu erweichen.
4. Korrosionsbeständigkeit:Säure- und Laugenbeständigkeit (mit Ausnahme stark alkalischer Medien), Beständigkeit gegenüber chemischen Lösungsmitteln, überlegen gegenüber porösen Metallwerkstoffen.
5. Gute Filtrationsleistung:Die vernetzte Porenstruktur kann Feststoffpartikel in der Flüssigkeit mit geringem Strömungswiderstand effizient abfangen.
6. Wärmedämmung:Die hohe Porosität behindert die Wärmeleitung und Konvektion und macht es so zu einem ausgezeichneten Hochtemperatur-Isoliermaterial.
7. Mäßige mechanische Festigkeit:Die Druckfestigkeit und Biegefestigkeit erfüllen die Anforderungen für den industriellen Einsatz und weisen eine gewisse Zähigkeit auf, wodurch das Material nicht leicht spröde wird.
8. Hohe Anpassungsfähigkeit:Verschiedene Größen, Formen und PPI können individuell angepasst werden, sodass es den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht wird.
- Hochtemperaturfiltrationsfeld
1. Metallschmelzfiltration:Beim Gießen von Nichteisenmetallen wie Aluminium, Kupfer, Zink usw. werden Oxideinschlüsse und Verunreinigungspartikel aus der Schmelze herausgefiltert, um die Reinheit des Gussteils zu verbessern.
2. Hochtemperatur-Rauchgasfiltration:Wird zur Hochtemperatur-Rauchgasentstaubung in Branchen wie der Metallurgie, der chemischen Industrie und der Müllverbrennung eingesetzt, um Staubpartikel abzufangen und Gase zu reinigen.
- Wärmedämmung
1. Industrielle Ofenauskleidung:Isolierschicht für Keramiköfen, metallurgische Öfen und Glasöfen zur Reduzierung von Wärmeverlusten und zur Energieeinsparung.
2. Luft- und Raumfahrtkomponenten:Als Isoliermaterialien für Raumfahrzeuge und Triebwerke können sie hohen Temperaturen standhalten.
- Katalytisches Trägerfeld
1. Abgasreinigung für Kraftfahrzeuge:Kann mit Katalysatoren beladen werden, um einige Metallträger zu ersetzen, und wird zur katalytischen Umwandlung schädlicher Substanzen im Abgas verwendet.
2. Chemische Katalyse:Als Katalysatorträger in chemischen Reaktionen vergrößert es die Reaktionskontaktfläche und verbessert die katalytische Effizienz.
- Andere Bereiche
1. Schallabsorption und Lärmreduzierung:Wird als schallabsorbierendes Material in Umgebungen mit hohen Temperaturen und korrosiven Bedingungen eingesetzt, beispielsweise in Motorräumen und als Schalldämmschicht in Industrieanlagen.
2. Biomedizin:Hochreine Aluminiumoxid-Schaumkeramiken können aufgrund ihrer guten Biokompatibilität als Gerüstmaterialien für die Knochengewebezüchtung eingesetzt werden.
Alinna Wang
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Veröffentlichungsdatum: 22. Januar 2026