材料科學(xué)的最新進(jìn)展促進(jìn)了柔性陶瓷超細(xì)纖維非織造材料的發(fā)展，代表了一項(xiàng)重大創(chuàng)新，將陶瓷的高溫穩(wěn)定性和耐化學(xué)性與非織造材料的柔韌性和可加工性相結(jié)合。該材料可以用作獨(dú)立的過(guò)濾介質(zhì)，用作多層過(guò)濾系統(tǒng)內(nèi)的性能增強(qiáng)層，從而潛在地提高分離效率和系統(tǒng)耐久性。
根據(jù)化學(xué)成分，陶瓷纖維可分為氧化物纖維、碳化物纖維、氮化物纖維和其他陶瓷纖維。氧化物纖維通常具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、較低的熱導(dǎo)率、良好的電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性，并能在氧氣氣氛中保持穩(wěn)定。例如SiO2、Al2O3、ZrO2、BN、SiC等等都可以處理成柔性陶瓷纖維。
關(guān)鍵特性包括高度多孔結(jié)構(gòu) (>90%) 和超薄輪廓 (130微米)，這使得能夠以最小的壓降實(shí)現(xiàn)高效過(guò)濾。窄的孔徑分布改善了細(xì)顆粒的捕獲，使該材料適用于特定的過(guò)濾應(yīng)用。它們的靈活性允許加工成可打褶的復(fù)雜形狀，非常適合空間受限的環(huán)境和低壓過(guò)濾系統(tǒng)。
該材料具有很高的熱穩(wěn)定性，可在高達(dá)800 °C的溫度下可靠運(yùn)行，而不會(huì)影響結(jié)構(gòu)完整性，同時(shí)其耐化學(xué)性增強(qiáng)了在苛刻環(huán)境中的功能，例如熱氣體過(guò)濾，霧過(guò)濾，和積極的氣體分離。此外，表面性質(zhì)可以通過(guò)施膠劑的應(yīng)用來(lái)定制，允許有針對(duì)性的修改，以優(yōu)化性能，當(dāng)作為功能層集成在綜合過(guò)濾系統(tǒng)內(nèi)。
催化涂層的潛力進(jìn)一步擴(kuò)展了該材料在需要過(guò)濾和催化作用的情況下的適用性，例如在工藝過(guò)濾和工業(yè)爐中。這種適應(yīng)性，結(jié)合修改關(guān)鍵參數(shù)如孔徑和表面特性的能力，將材料定位為跨各種過(guò)濾環(huán)境的多功能、高性能組件。
通過(guò)整合靈活性，高孔隙率，熱彈性和表面改性選項(xiàng)，這種陶瓷超細(xì)纖維非織造材料為先進(jìn)的過(guò)濾系統(tǒng)建立了高度適應(yīng)性的平臺(tái)。憑借其獨(dú)特的性能，該材料是增強(qiáng)現(xiàn)有過(guò)濾解決方案的有前途的候選材料，特別是在需要定制過(guò)濾性能的高溫環(huán)境中。
制作的過(guò)程包括幾個(gè)主要步驟:
1.化學(xué)
從濕化學(xué)溶液開(kāi)始。這一步是至關(guān)重要的，因?yàn)樗x了最終材料的大部分性質(zhì)。
2.紡絲/噴涂
將濕化學(xué)溶液成型為還不是陶瓷的纖維或顆粒。
3.煅燒
對(duì)綠色纖維或顆粒進(jìn)行高溫處理。在該處理期間，將纖維或顆粒轉(zhuǎn)變成陶瓷材料。
為工業(yè)過(guò)濾提供獨(dú)特的能力:
去除微粒；
在低壓降下達(dá)到高通量；
在極端如高溫環(huán)境下過(guò)濾。
目前的解決方案只能解決上述三點(diǎn)中的兩點(diǎn)。高溫的最佳解決方案是燒結(jié)金屬介質(zhì)，其非常昂貴并且不提供用于過(guò)濾微粒的高通量。這迫使用戶在過(guò)濾之前冷卻流，這可能會(huì)污染或損壞設(shè)備。
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