Hvad er keramisk skum?
Keramisk skum er en let struktur bestående af en lille procentdel meget porøs keramik og en høj procentdel af gasfyldte porer. Typiske keramiske skum er 75 til 90% porøse, selvom nogle er endnu mere porøse. Sådanne skum har værdifulde materialegenskaber, der gør dem velegnede til en række tekniske og andre anvendelser.
De fleste fremstillingsteknikker til sådant skum involverer generelt imprægnering af en anden skumstruktur med keramisk opslæmning. Denne struktur fyres derefter op ved høj temperatur i en ovn. Keramikken hærder, mens ovnens varme ødelægger basestrukturen, som den blev bygget på.
Dermed oprettes en let og meget porøs keramisk struktur som det endelige produkt i denne fremstillingsproces. Det oprettede materiale kan have individuelt forseglede porer. Denne type struktur kaldes skum med lukkede celler. Når skumets porer er forbundet med hinanden gennem strukturen, kaldes det skum med åben celler.
De specifikke egenskaber for det særlige skum, der er skabt, afhænger af en række faktorer, men denne klasse af materialer er kendt for visse fælles egenskaber. Lav varmeledningsevne gør keramisk skum særlig anvendelig som et termisk isolerende materiale. Dens evne til at modstå relativt store termiske stød gør den også velegnet til barske miljøer som industrielle og luftfartsmæssige anvendelser. Den høje porøsitet, der er karakteristisk for disse skum, betyder, at de er relativt lette materialer, der er nyttige til anvendelser, hvor overskydende vægt skal undgås.
Fliser, der blev brugt i de termiske beskyttelsessystemer i De Forenede Staters rumfærger var klassiske eksempler på brugen af keramisk skum til disse egenskaber. Rumfartøjer, der rejser mellem jorden og rummet, enten under opsætning eller genindrejse, støder på ekstreme temperaturændringer, mens de passerer gennem atmosfæren i høj hastighed. Isolering fra disse ekstreme ændringer var nødvendigt for at beskytte skyttelbussen mod dette ekstremt barske miljø. Det er meget dyrt og energikrævende at flytte masse ud i rummet, så vægten måtte holdes på et minimum. Den lette natur af keramisk skum kombineret med dets termiske egenskaber gjorde det attraktivt at bruge i nogle af de fliser, der er installeret på shuttle-flåden.
Foruden anvendelse som isolerende materiale anvendes keramisk skum også almindeligt til filtreringsanvendelser. Når de anvendes til raffinering af andre materialer, tilvejebringer keramiske skumfiltre generelt tre filtreringsformer. Ved kontakt med filterets indløb sikkerhedskopieres partikler, der er større end porestørrelsen, på filterets overflade, fordi de er for store til at passere igennem. Dette sikkerhedskopierede materiale danner et lag, kendt som kagelaget, på overfladen af filteret, der igen fanger mindre partikler. De fineste partikler kan passere gennem kagelaget, men fanges derefter inden i filterets porer.
Potentielle nye anvendelser af keramisk skum er også under udvikling. For eksempel undersøges det inden for den medicinske industri til mulig anvendelse til at stimulere knoglevækst, hvor knoglen er fjernet, såsom hos kræftpatienter. Meget små segmenter af keramisk skum overvejes også til brug ved levering af lægemidler til kroppen over tid gennem en kontrolleret frigørelsesproces.