Hva er keramisk skum?
Keramisk skum er en lett struktur som består av en liten prosentandel veldig porøs keramikk og en høy prosentandel gassfylte porer. Typiske keramiske skum er 75 til 90% porøse, selv om noen er enda mer porøse. Slike skum har verdifulle materialegenskaper som gjør dem egnet for en rekke tekniske og andre bruksområder.
De fleste produksjonsteknikker for slikt skum involverer generelt impregnering av en annen skumstruktur med keramisk oppslemming. Denne strukturen fyres deretter opp ved høy temperatur i en ovn. Keramikken herder mens ovnens varme ødelegger basestrukturen som den ble bygget på.
En lett og svært porøs keramisk struktur blir derved skapt som sluttproduktet i denne fremstillingsprosessen. Materialet som er laget kan ha individuelt forseglede porer. Denne typen struktur er kjent som skum med lukket celle. Når porene i skummet henger sammen gjennom strukturen, kalles det skum med åpen celle.
De spesifikke egenskapene til det spesielle skummet som er skapt avhenger av en rekke faktorer, men denne materialklassen er kjent for visse vanlige egenskaper. Lav varmeledningsevne gjør keramisk skum spesielt nyttig som termisk isolerende materiale. Evnen til å tåle relativt store termiske støt gjør den også egnet for tøffe miljøer som industrielle og luftfartsapplikasjoner. Den høye porøsiteten som er karakteristisk for disse skummet, betyr at de er relativt lette materialer som er nyttige i applikasjoner der overflødig vekt må unngås.
Fliser brukt i termisk beskyttelsessystemer i USAs romferger var klassiske eksempler på bruk av keramisk skum for disse egenskapene. Romfartøy som reiser mellom jorden og verdensrommet, enten under oppskyting eller gjeninntreden, møter ekstreme temperaturendringer mens de passerer gjennom atmosfæren i høy hastighet. Isolering fra disse ekstreme endringene var nødvendig for å beskytte transport fra dette ekstremt tøffe miljøet. Det er veldig dyrt og energikrevende å flytte masse ut i verdensrommet, så vekt måtte holdes til et minimum. Den lette naturen til keramisk skum kombinert med de termiske egenskapene gjorde det attraktivt for bruk i noen av flisene som er installert på skyttelflåten.
I tillegg til bruk som isolasjonsmateriale, brukes også keramisk skum ofte i filtreringsapplikasjoner. Når det brukes til raffinering av andre materialer, gir keramiske skumfiltre generelt tre filtreringsmåter. Ved kontakt med innløpet til filteret blir partikler større enn porestørrelsen sikkerhetskopiert på filterets overflate fordi de er for store til å passere gjennom. Dette sikkerhetskopierte materialet danner et lag, kjent som kaksjiktet, på overflaten av filteret som igjen fanger opp mindre partikler. De fineste partiklene kan passere gjennom kaksjiktet, men fanges deretter inn i porene til filteret.
Potensiell ny bruk av keramisk skum er også i utvikling. For eksempel i medisinsk industri studeres det for mulig bruk for å stimulere beinvekst der beinet er fjernet, for eksempel hos kreftpasienter. Svært små segmenter av keramisk skum vurderes også for bruk til å levere medisiner til kroppen over tid gjennom en kontrollert frigjøringsprosess.