1. À partir des années 1960En 1963, le scientifique américain Schwartzwalder inventa la méthode d'imprégnation par mousse organique. Des céramiques poreuses furent obtenues en imprégnant une suspension céramique d'une structure de mousse organique et en éliminant les matières organiques à haute température, établissant ainsi le principe de base de la préparation des céramiques alvéolaires (à base d'alumine), qui est à l'origine de la fabrication des copeaux de céramique alvéolaire d'alumine.
2. À partir des années 1970---1978, Mollard FR et Davidson N, des États-Unis, ont développéfiltre en mousse céramique d'aluminequi peut être utilisé pour la filtration des pièces moulées en alliage d'aluminium grâce à une méthode d'imprégnation de mousse organique utilisant l'alumine et le kaolin comme principales matières premières, améliorant considérablement la qualité des pièces moulées et réduisant le taux de rebut, marquant ainsi l'entrée officielle des copeaux de céramique en mousse d'oxyde d'aluminium dans la phase d'application industrielle et favorisant leur développement à grande échelle.
3. Dans les années 1980---L'Europe, les États-Unis, le Japon et d'autres pays ont rivalisé de recherche et développement pour concevoir des filtres en céramique expansée de matériaux et de spécifications variés. La production a été mécanisée et automatisée, et les produits ont été standardisés et produits en série.
La Chine a entamé ses recherches sur les céramiques en mousse d'alumine au début des années 1980. L'Université de technologie de Harbin, l'Institut de technologie de fabrication de machines de Shanghai et d'autres institutions ont joué un rôle de premier plan dans la réalisation de ces travaux, parvenant progressivement à l'autonomie technologique et à l'industrialisation, et réduisant ainsi l'écart avec le marché international.
Le procédé principal consiste en une imprégnation à la mousse organique et les étapes sont les suivantes :
1. Préparation de la suspension :Mélanger la poudre d'alumine, le liant, le dispersant, l'agent de frittage et l'eau, remuer pour obtenir une suspension homogène à haute teneur en solides et à faible viscosité.
2. Imprégnation et suspension de la boue :immerger la structure en mousse organique préfabriquée (telle qu'une éponge en polyuréthane) dans la suspension, et faire adhérer uniformément la suspension à la paroi de la structure en mousse par extrusion et roulement pour éliminer l'excédent de suspension.
3. Séchage et durcissement :placer le corps en mousse après suspension de la barbotine dans le four de séchage et le sécher à 80 – 120 ℃ pour solidifier l'adhésif, améliorer la résistance du corps et éviter toute déformation lors des traitements ultérieurs.
4. Dégraissage et élimination de la colle :Introduire le corps cru séché dans le four de frittage et le chauffer entre 400 et 600 °C afin de décomposer et de volatiliser complètement la matrice de mousse organique et le liant, et ainsi former un corps cru d'alumine poreux. À ce stade, il est nécessaire de contrôler la vitesse de chauffage pour éviter la fissuration du corps cru.
5. Frittage à haute température :Le corps vert dégraissé est chauffé à 1400 – 1600 ℃ pour le frittage, afin que les particules d'oxyde d'aluminium subissent une réaction en phase solide, que les grains grossissent et se combinent étroitement, formant un squelette céramique à haute résistance, et obtenant finalement des copeaux de céramique en mousse d'oxyde d'aluminium.
6. Post-traitement :Découper, polir et nettoyer selon les exigences afin d'obtenir des produits finis aux dimensions et à la précision spécifiées.
1. Porosité élevée :La porosité est généralement comprise entre 60 % et 90 %, et la taille des pores peut être ajustée (de quelques dizaines de micromètres à quelques millimètres), avec des pores interconnectés.
2. Faible densité :La densité apparente n'est que de 0,3 à 1,2 g/cm³, bien inférieure à celle des céramiques d'alumine denses (environ 3,95 g/cm³).
3. Résistance aux hautes températures :En utilisation prolongée, la température peut atteindre 1200-1600 ℃, et en utilisation de courte durée, elle peut supporter une température élevée de 1800 ℃, sans fondre ni ramollir.
4. Résistance à la corrosion :résistance aux acides et aux alcalis (sauf en milieu fortement alcalin), résistance aux solvants chimiques, supérieure aux matériaux métalliques poreux.
5. Bonnes performances de filtration :La structure poreuse interconnectée permet d'intercepter efficacement les particules solides présentes dans le fluide, avec une faible résistance à ce dernier.
6. Isolation thermique :Sa porosité élevée entrave la conduction et la convection thermiques, ce qui en fait un excellent matériau d'isolation pour les hautes températures.
7. Résistance mécanique modérée :La résistance à la compression et la résistance à la flexion répondent aux exigences d'une utilisation industrielle et présentent un certain degré de ténacité, ce qui les rend peu fragiles.
8. Forte personnalisation :Différentes tailles, formes et densités de pixels peuvent être personnalisées, permettant ainsi de répondre aux besoins de différentes applications.
- champ de filtration à haute température
1. Filtration des métaux en fusion :Lors de la coulée de métaux non ferreux tels que l'aluminium, le cuivre, le zinc, etc., il filtre les inclusions d'oxyde et les particules d'impuretés présentes dans le bain de fusion afin d'améliorer la pureté de la pièce coulée.
2. Filtration des gaz de combustion à haute température :utilisé pour l'élimination des poussières des gaz de combustion à haute température dans des industries telles que la métallurgie, le génie chimique et l'incinération des déchets, interceptant les particules de poussière et purifiant les gaz.
- champ d'isolation thermique
1. Revêtement de four industriel :Couche isolante pour fours à céramique, fours métallurgiques et fours à verre afin de réduire les pertes de chaleur et d'économiser de l'énergie.
2. Composants aérospatiaux :Utilisés comme matériaux isolants pour les engins spatiaux et les moteurs, ils peuvent résister à des environnements à haute température.
- champ porteur catalytique
1. Traitement des gaz d'échappement automobiles :Peut être chargé de catalyseurs pour remplacer certains supports métalliques, utilisés pour la conversion catalytique des substances nocives présentes dans les gaz d'échappement.
2. Catalyse chimique :Utilisé comme support de catalyseur dans les réactions chimiques, il augmente la surface de contact de la réaction et améliore l'efficacité catalytique.
- Autres champs
1. Absorption acoustique et réduction du bruit :Utilisés comme matériaux d'absorption acoustique dans les environnements à haute température et corrosifs, tels que les compartiments moteurs et les couches d'isolation acoustique dans les installations industrielles.
2. Biomédecine :Les céramiques en mousse d'alumine de haute pureté peuvent être utilisées comme supports pour l'ingénierie tissulaire osseuse, avec une bonne biocompatibilité.
Alinna Wang
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Date de publication : 22 janvier 2026