Co je keramická pěna?
keramická pěna je lehká struktura sestávající z malého procenta velmi porézní keramiky a vysokého procenta pórů naplněných plynem. Typické keramické pěny jsou 75 až 90% porézní, i když některé jsou ještě poréznější. Takové pěny mají cenné vlastnosti materiálu, díky nimž jsou vhodné pro různé inženýrství a jiné aplikace.
Většina výrobních technik pro takovou pěnu obecně zahrnuje impregnaci jiné pěnové struktury s keramickou kaši. Tato struktura je poté vypálena při vysoké teplotě v peci. Keramika ztvrdne, zatímco teplo pece ničí základní strukturu, na které byla postavena.
Lehká a vysoce porézní keramická struktura se tak vytváří jako konečný produkt tohoto výrobního procesu. Vytvořený materiál může mít individuálně utěsněné póry. Tento typ struktury je známý jako pěna s uzavřenými buňkami. Když jsou póry pěny vzájemně propojeny v celé struktuře, nazývá se pěnou s otevřenými buňkami.
Specifický charakteristaIC konkrétní vytvořené pěny závisí na různých faktorech, ale tato třída materiálů je známá pro určité společné vlastnosti. Nízká tepelná vodivost činí keramickou pěnu zvláště užitečnou jako tepelný izolační materiál. Díky jeho schopnosti odolat relativně velkým tepelným šokům je také vhodná pro drsná prostředí, jako jsou průmyslové a letecké aplikace. Vysoká pórovitost charakteristická pro tyto pěny znamená, že se jedná o relativně lehké materiály užitečné v aplikacích, kde je třeba se vyhnout nadměrné hmotnosti.
Dlaždice používané v systémech tepelné ochrany v kosmických raketoplánech Spojených států byly klasickými příklady použití keramické pěny pro tyto vlastnosti. Kosmická loď cestuje mezi zemí a prostorem, ať už během startu nebo opětovného vstupu, setkávají se s extrémními změnami teploty při průchodu atmosférou vysokou rychlostí. Izolace z těchto extrémních cHangy byly nezbytné k ochraně raketoplánů před tímto extrémně drsným prostředím. Přesun hmoty do vesmíru je však velmi drahé a energeticky náročné, takže váha musela být udržována na minimu. Lehká povaha keramické pěny kombinované s jejími tepelnými vlastnostmi způsobila, že byla přitažlivá pro použití v některých dlaždicích nainstalovaných na raketoplánu.
Kromě použití jako izolačního materiálu se keramická pěna také běžně používá ve filtračních aplikacích. Při použití při rafinaci jiných materiálů poskytují keramické pěnové filtry tři způsoby filtrace. Po kontaktu s vstupem filtru jsou částice větší než velikost pórů zálohovány na povrchu filtru, protože jsou příliš velké na to, aby procházely. Tento zálohový materiál tvoří vrstvu, známou jako vrstva dortu, na povrchu filtru, který zase zachycuje menší částice. Nejlepší částice mohou projít vrstvou dortu, ale poté jsou zachyceny v pórech filtru.
Potenciální nový uRovněž se vyvíjejí SES keramické pěny. Například ve zdravotnickém průmyslu se studuje pro možné použití ke stimulaci růstu kostí, kde byla odstraněna kosti, například u pacientů s rakovinou. Velmi malé segmenty keramické pěny se také zvažují pro použití při dodávání léků do těla v průběhu času prostřednictvím procesu kontrolovaného uvolňování.