Cos'è la schiuma in ceramica?
La schiuma ceramica è una struttura leggera costituita da una piccola percentuale di ceramica molto porosa e un'alta percentuale di pori pieni di gas. Le schiume ceramiche tipiche sono porose dal 75 al 90%, sebbene alcune siano ancora più porose. Tali schiume hanno proprietà materiali preziose che le rendono adatte a una varietà di ingegneria e altre applicazioni.
La maggior parte delle tecniche di produzione per tale schiuma generalmente comportano l'impregnazione di un'altra struttura in schiuma con sospensione ceramica. Questa struttura viene quindi sparata ad alta temperatura in un forno. Il ceramico si indurisce mentre il calore del forno distrugge la struttura di base su cui è stata costruita.
Una struttura ceramica leggera e altamente porosa viene quindi creata come prodotto finale di questo processo di produzione. Il materiale creato può avere pori sigillati singolarmente. Questo tipo di struttura è noto come schiuma a cellule chiuse. Quando i pori della schiuma sono interconnessi in tutta la struttura, si chiama schiuma a cellule aperte.
La caratteristica specificaIC della particolare schiuma creata dipendono da una varietà di fattori, ma questa classe di materiali è nota per alcune proprietà comuni. La bassa conducibilità termica rende la schiuma ceramica particolarmente utile come materiale isolante termico. La sua capacità di resistere a shock termici relativamente grandi lo rende adatto per ambienti difficili come applicazioni industriali e aeronautiche. La caratteristica ad alta porosità di queste schiume significa che sono materiali relativamente leggeri utili nelle applicazioni in cui deve essere evitato un peso in eccesso.
piastrelle utilizzate nei sistemi di protezione termica delle navette spaziali degli Stati Uniti erano esempi classici dell'uso della schiuma in ceramica per queste proprietà. I veicoli spaziali che viaggiano tra la Terra e lo spazio, durante il lancio o il rientro, incontrano variazioni di temperatura estreme mentre passano attraverso l'atmosfera ad alta velocità. Isolamento da questi estremi cHanges era necessario per proteggere le navette da questo ambiente estremamente duro. È molto costoso e ad alta intensità di energia spostare la massa nello spazio, tuttavia, quindi il peso ha dovuto essere ridotto al minimo. La natura leggera della schiuma in ceramica combinata con le sue proprietà termiche lo ha reso attraente per l'uso in alcune delle piastrelle installate sulla flotta della navetta.
Oltre all'uso come materiale isolante, la schiuma in ceramica è comunemente utilizzata in applicazioni di filtrazione. Se utilizzati nel perfezionamento di altri materiali, i filtri in schiuma in ceramica generalmente forniscono tre modalità di filtrazione. Dopo aver contattato l'ingresso del filtro, le particelle più grandi della dimensione dei pori sono battute sulla superficie del filtro perché sono troppo grandi per essere passate. Questo materiale di backup forma uno strato, noto come strato di torta, sulla superficie del filtro che a sua volta cattura particelle più piccole. Le particelle più belle possono passare attraverso lo strato di torta ma vengono quindi catturate nei pori del filtro.
potenziale nuovo uSono inoltre in fase di sviluppo SES di schiuma ceramica. Ad esempio, nel settore medico viene studiato per un possibile utilizzo per stimolare la crescita ossea in cui l'osso è stato rimosso, come nei malati di cancro. Segmenti molto piccoli di schiuma in ceramica vengono anche presi in considerazione per l'uso nella consegna di farmaci nel corpo nel tempo attraverso un processo di rilascio controllato.