1.1960년대부터1963년, 미국의 과학자 슈워츠발더는 유기 발포체 함침법을 발명했습니다. 이 방법은 세라믹 슬러리에 유기 발포체 골격을 함침시키고 고온에서 유기물을 제거함으로써 다공성 세라믹을 얻는 것으로, 알루미나를 기반으로 하는 발포 세라믹 제조의 핵심 원리를 확립했으며, 이는 알루미나 발포 세라믹 칩의 기술적 근간이 되었습니다.
2. 1970년대부터---1978년, 미국의 Mollard FR과 Davidson N이 개발했습니다.알루미나 세라믹 폼 필터알루미나와 카올린을 주원료로 하는 유기 발포 함침법을 이용하여 알루미늄 합금 주조 여과에 사용할 수 있으며, 주조 품질을 크게 향상시키고 불량률을 줄임으로써 산화알루미늄 발포 세라믹 칩이 공식적으로 산업 응용 단계에 진입하여 대규모 개발을 촉진하고 있음을 보여준다.
3. 1980년대에는---유럽, 미국, 일본 등 여러 국가들이 다양한 재질과 규격의 세라믹 발포 필터를 개발하기 위한 연구 개발 경쟁을 벌였다. 생산은 기계화 및 자동화를 통해 발전했고, 제품은 시리즈화 및 표준화되었다.
중국은 1980년대 초 알루미나 발포 세라믹 연구를 시작했습니다. 하얼빈 공업대학, 상하이 기계 제조 기술 연구소 등 여러 기관이 관련 연구를 주도하여 점차 기술적 자율성과 산업화를 실현하고 국제 시장과의 격차를 좁혀왔습니다.
주된 공정은 유기 발포 함침이며, 그 단계는 다음과 같습니다.
1. 슬러리 준비:알루미나 분말, 결합제, 분산제, 소결 보조제 및 물을 혼합하고, 고형분 함량이 높고 점도가 낮은 균일한 슬러리가 될 때까지 저어줍니다.
2. 함침 및 슬러리 매달기:미리 제작된 유기 발포 프레임워크(예: 폴리우레탄 스펀지)를 슬러리에 담그고, 압출 및 롤링을 통해 슬러리가 발포 프레임워크의 구멍 벽에 고르게 접착되도록 한 후, 과도한 슬러리를 제거합니다.
3. 건조 및 경화:슬러리를 매달아 놓은 발포체를 건조 오븐에 넣고 80~120℃에서 건조하여 접착제를 경화시키고,체의 강도를 향상시키며, 후속 처리 과정에서의 변형을 방지합니다.
4. 탈지 및 접착제 제거:건조된 성형체를 소결로에 넣고 400~600℃로 가열하여 유기 발포 골격과 결합제가 완전히 분해 및 휘발되어 다공성 알루미나 성형체가 형성되도록 합니다. 이 단계에서 성형체의 균열을 방지하기 위해 가열 속도를 제어해야 합니다.
5. 고온 소결:탈지된 성형체를 1400~1600℃로 가열하여 소결하면 산화알루미늄 입자가 고상 반응을 일으켜 입자가 성장하고 밀접하게 결합하여 고강도 세라믹 골격을 형성하고 최종적으로 산화알루미늄 발포 세라믹 칩을 얻게 된다.
6. 후처리:요구 사항에 따라 절단, 연마 및 세척하여 지정된 치수와 정밀도를 갖춘 완제품을 얻습니다.
1. 높은 다공성:다공성은 일반적으로 60%에서 90% 사이이며, 기공 크기는 (수십 마이크로미터에서 수 밀리미터까지) 조절할 수 있고, 기공들은 서로 연결되어 있습니다.
2. 저밀도:부피 밀도는 0.3~1.2g/cm³에 불과하며, 고밀도 알루미나 세라믹(약 3.95g/cm³)보다 훨씬 낮습니다.
3. 고온 저항성:장기간 사용 시 1200~1600℃의 온도에 도달할 수 있으며, 단기간 사용 시에는 1800℃의 고온을 견뎌내도 녹거나 연화되지 않습니다.
4. 내식성:산성 및 알칼리성 물질에 대한 내성(강알칼리성 환경 제외), 화학 용제에 대한 내성이 우수하며, 금속 다공성 소재보다 뛰어납니다.
5. 우수한 여과 성능:연결된 기공 구조는 유체 저항이 낮은 상태에서 유체 내 고체 입자를 효율적으로 포집할 수 있습니다.
6. 단열:높은 다공성은 열전도와 대류를 방해하여 고온 단열재로서 탁월한 성능을 발휘합니다.
7. 적당한 기계적 강도:압축 강도와 굽힘 강도는 산업용 요구 사항을 충족하며, 일정 수준의 인성을 지니고 있어 쉽게 취성화되지 않습니다.
8. 뛰어난 맞춤 설정 기능:다양한 크기, 모양 및 PPI로 맞춤 제작이 가능하므로 다양한 용도에 맞는 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
- 고온 여과 분야
1. 금속 용융물 여과:알루미늄, 구리, 아연 등의 비철금속을 주조할 때, 용융액 내의 산화물 개재물과 불순물 입자를 걸러내어 주조물의 순도를 향상시킵니다.
2. 고온 연도 가스 여과:야금, 화학 공학, 폐기물 소각과 같은 산업 분야에서 고온의 연도 가스 분진 제거에 사용되며, 분진 입자를 차단하고 가스를 정화합니다.
- 단열 분야
1. 산업용 가마 내벽:세라믹 가마, 야금로, 유리 가마의 단열층으로 열 손실을 줄이고 에너지를 절약합니다.
2. 항공우주 부품:우주선 및 엔진용 단열재로서 고온 환경을 견딜 수 있습니다.
- 촉매 담체 분야
1. 자동차 배기가스 처리:배기가스 내 유해 물질의 촉매 변환에 사용되는 일부 금속 담체를 대체하기 위해 촉매를 탑재할 수 있습니다.
2. 화학 촉매 작용:화학 반응에서 촉매 담체로서 반응 접촉 면적을 증가시키고 촉매 효율을 향상시킵니다.
- 기타 분야
1. 흡음 및 소음 감소:엔진룸이나 산업 플랜트의 방음층과 같은 고온 및 부식성 환경에서 흡음재로 사용됩니다.
2. 생물의학:고순도 알루미나 폼 세라믹은 우수한 생체 적합성을 지닌 뼈 조직 공학용 지지체로 사용될 수 있습니다.
알리나 왕
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게시 시간: 2026년 1월 22일