Was ist Keramikschaum?
Keramikschaum ist eine leichte Struktur, die aus einem kleinen Prozentsatz an sehr poröser Keramik und einem hohen Prozentsatz an gasgefüllten Poren besteht. Typische Keramikschäume sind 75 bis 90% porös, obwohl einige noch poröser sind. Solche Schäume haben wertvolle Materialeigenschaften, die sie für eine Vielzahl von Engineering und anderen Anwendungen geeignet machen. Diese Struktur wird dann bei hoher Temperatur in einem Ofen abgefeuert. Die Keramik härtet, während die Hitze des Ofens die Grundstruktur, auf der sie gebaut wurde, zerstört.
Eine leichte und hochporöse Keramikstruktur wird dadurch als Endprodukt dieses Herstellungsprozesses erzeugt. Das erstellte Material kann einzeln versiegelte Poren haben. Diese Art von Struktur wird als geschlossener Zellschaum bezeichnet. Wenn die Poren des Schaums während der gesamten Struktur miteinander verbunden sind, wird er als offener Zellschaum bezeichnet.
Der spezifische CharakteristikICs des bestimmten Schaums hängen von einer Vielzahl von Faktoren ab, aber diese Materialklasse ist für bestimmte gemeinsame Eigenschaften bekannt. Eine niedrige thermische Leitfähigkeit macht Keramikschaum als thermisches Isoliermaterial besonders nützlich. Seine Fähigkeit, relativ großen thermischen Schocks standzuhalten, macht es auch für harte Umgebungen wie industrielle und Luftfahrtanwendungen geeignet. Die von diesen Schäumen charakteristische hohe Porosität bedeutet, dass sie relativ leichte Materialien sind, die in Anwendungen nützlich sind, in denen überschüssiges Gewicht vermieden werden muss.
Kacheln, die in den thermischen Schutzsystemen der Raumschilder der Vereinigten Staaten verwendet wurden, waren klassische Beispiele für die Verwendung von Keramikschaum für diese Eigenschaften. Raumfahrzeuge, die zwischen Erde und Raum wandern, entweder während des Starts oder beim Wiedereintritt auf extreme Temperaturveränderungen, während sie mit hoher Geschwindigkeit durch die Atmosphäre verläuft. Isolierung aus diesen extremen cHänge waren notwendig, um Shuttles vor dieser extrem harten Umgebung zu schützen. Es ist jedoch sehr teuer und energieintensiv, die Masse in den Weltraum zu bringen, so dass das Gewicht auf ein Minimum gehalten werden musste. Die leichte Natur des Keramikschaums in Kombination mit seinen thermischen Eigenschaften machte es für die Verwendung in einigen der auf der Shuttle -Flotte installierten Fliesen attraktiv.
Zusätzlich zur Verwendung als Isoliermaterial wird auch Keramikschaum in Filtrationsanwendungen verwendet. Bei der Verfeinerung anderer Materialien liefern Keramikschaumfilter im Allgemeinen drei Filtrationsweisen. Nach dem Kontakt mit dem Einlass des Filters werden Partikel, die größer als die Porengröße sind, auf der Oberfläche des Filters gesichert, da sie zu groß sind, um durchzugehen. Dieses unterstützte Material bildet eine Schicht, die als Kuchenschicht bekannt ist, auf der Oberfläche des Filters, die wiederum kleinere Partikel erfasst. Die feinsten Partikel können durch die Kuchenschicht verlaufen, werden jedoch in den Poren des Filters erfasst.
potenziell neu uSEs von Keramikschaum sind ebenfalls in der Entwicklung. In der medizinischen Industrie wird es beispielsweise untersucht, um das Knochenwachstum zu stimulieren, bei dem der Knochen entfernt wurde, wie beispielsweise bei Krebspatienten. Sehr kleine Segmente von Keramikschaum werden ebenfalls für die Verwendung von Medikamenten im Laufe der Zeit durch einen kontrollierten Freisetzungsprozess in Betracht gezogen.