Wat is honingraatkeramiek?

De afgelopen jaren is de vraag naar milieuvriendelijke en efficiënte materialen in diverse industrieën sterk toegenomen. Een van die innovatieve materialen die de aandacht van onderzoekers en ingenieurs heeft getrokken, is honingraatkeramiek. Dit materiaal heeft een unieke honingraatstructuur en biedt talloze voordelen en veelzijdigheid in toepassingen. Dit artikel biedt een diepgaande verkenning van honingraatkeramiek, waarbij de verschillende typen, eigenschappen, chemische samenstelling, bereidingswijze en de vele toepassingen in industrieën zoals de automobielindustrie, de chemische industrie, de elektriciteitssector en meer worden besproken. Door het potentieel van honingraatkeramiek te begrijpen, kunnen we de voordelen ervan beter benutten en de weg vrijmaken voor een duurzamere en efficiëntere toekomst in diverse sectoren.

1、Wat is honingraatkeramiek?

Honingraatkeramiek is een nieuw keramisch product met een structuur die lijkt op een honingraat. Het werd aanvankelijk gebruikt voor de zuivering van uitlaatgassen van kleine auto's en wordt nu op grote schaal toegepast in industrieën zoals de chemische industrie, de elektriciteitssector, de metallurgie, de aardolie-industrie, de elektronica-industrie en de machinebouw, met steeds bredere toepassingen en veelbelovende vooruitzichten. Honingraatkeramiek kan worden gemaakt van diverse materialen, waaronder voornamelijk cordieriet, mulliet, aluminiumtitanaat, actieve kool, siliciumcarbide, geactiveerd aluminiumoxide, zirkoniumoxide, siliciumnitride en composietmatrices.

2、Soorten honingraatkeramiek

Honingraatkeramiek kan op basis van het gebruik in vier hoofdcategorieën worden verdeeld: warmteopslaglichamen, verpakkingsmaterialen, katalysatordragers en filtermaterialen.

Honingraatkeramische warmteopslaglichamen hebben een warmtecapaciteit van meer dan 1000 kJ/kg, met een maximale bedrijfstemperatuur van ten minste 1700℃. Ze kunnen meer dan 40% brandstof besparen in ovens zoals verwarmingsovens, bakovens, homogenisatieovens en kraakovens, de productie met meer dan 15% verhogen en de temperatuur van de uitgestoten rook verlagen tot onder de 150℃.

Keramische honingraatpakkingen hebben een groter specifiek oppervlak en een betere sterkte dan andere pakkingen met een specifieke vorm. Dit resulteert in een gelijkmatigere gas-vloeistofverdeling, een lagere bedweerstand, betere prestaties en een langere levensduur. Ze worden met veel succes gebruikt als pakkingmateriaal in de petrochemische, farmaceutische en fijnchemische industrie.

Honingraatkeramiek is bijzonder geschikt als katalysator. Door honingraatkeramiek als drager te gebruiken en unieke coatingmaterialen toe te passen, worden katalysatoren bereid met edelmetalen, zeldzame aardmetalen en overgangsmetalen. Dit resulteert in een hoge katalytische activiteit, uitstekende thermische stabiliteit, een lange levensduur en een hoge sterkte.

3、Kenmerken van honingraatkeramiek

Dankzij hun hoge sterkte, hoge temperatuurbestendigheid, corrosiebestendigheid en slijtvastheid zijn honingraatkeramiek geschikt voor diverse milieubeschermingsgebieden. Enkele eigenschappen zijn:

Groot oppervlak

Hoge porositeit en uniforme poriediameter

Lage drukval

Lage thermische uitzettingscoëfficiënt

Hoge thermische schok- en trillingsbestendigheid

Hoge weerstand tegen chemische corrosie (zuurbestendig ≥99,8%).

Hoge druksterkte

4、Chemische samenstelling van honingraatkeramiek

Keramische honingraatstructuren worden doorgaans gemaakt van kaolien, talk, aluminiumpoeder en klei. Tegenwoordig kunnen door toevoeging van zeoliet en andere vuurvaste materialen andere eigenschappen aan deze materialen worden toegevoegd.

Constructiematerialen (MOC):

Cordieriet

Chemische samenstelling van cordieriet:

Aluminiumoxide: 35,2 ± 1,5%

Siliciumdioxide: 50,9 ± 1,5%

Magnesie: 13,9±1,5%

5、Bereidingsproces van honingraatkeramiek

Honingraatkeramiek kan van diverse materialen worden gemaakt. De belangrijkste materialen zijn onder andere cordieriet, mulliet, aluminiumtitanaat, actieve kool, siliciumcarbide, geactiveerd aluminiumoxide, zirkoniumoxide, siliciumnitride en composietsubstraten van cordieriet-mulliet en cordieriet-aluminiumtitanaat.

Na het vormen van geactiveerd koolstofpoeder of -korrels tot een honingraatkeramische structuur, wordt de zuiverings- en afvalwaterbehandelingscapaciteit aanzienlijk verbeterd, met name in de farmaceutische industrie voor het verwijderen van onzuiverheden, het ontwateren en ontkleuren van antibiotica, hormonen, vitaminen, nucleïnezuurinjecties en diverse andere injecties en geneesmiddelen. Omdat honingraatkeramiek door extrusie wordt gevormd, moeten verschillende additieven aan de belangrijkste grondstoffen worden toegevoegd om de plasticiteit en vloeibaarheid van het kleimateriaal te verbeteren. Deze additieven omvatten voornamelijk bindmiddelen, weekmakers, deflocculanten, smeermiddelen en bevochtigingsmiddelen. Daarnaast zijn er ook waterbindende middelen, chelerende middelen, antistatische middelen, colloïdale beschermingsmiddelen en oppervlakteactieve stoffen. Momenteel worden zetmeel, carboxymethylcellulose en polyvinylalcohol veel gebruikt als bindmiddelen, tungolie en stearinezuur als smeermiddelen en glycerine als weekmaker.

6、Toepassingen van honingraatkeramiek

Katalysatordragers

Wanneer ze als katalysatordragers worden gebruikt, vinden honingraatkeramiek voornamelijk toepassing in de zuivering van auto-uitlaatgassen, de denitrificatie van rookgassen (NOx) in ketels, het verwijderen van geuren uit industriële uitlaatgassen en de eliminatie van giftige en schadelijke gassen. Honingraatkeramische katalysatordragers die worden gebruikt voor de zuivering van auto-uitlaatgassen zijn hoofdzakelijk cordieriet-honingraatkeramiek gecoat met γ-Al2O3.

Vuurvaste ovenmeubelen

Geëxtrudeerd honingraatkeramisch ovenmeubilair is 60-75% lichter dan traditioneel ovenmeubilair, waardoor een snelle warmteoverdracht en een sneller bakproces mogelijk zijn. Het gebruik van honingraatkeramiek als ondersteuning voor het bakken van ferrieten of andere elektronische keramiek draagt ​​bij aan betere prestaties van de producten.

Wanddoorstroomfilters

Dunwandige, poreuze honingraatkeramiek kan worden gebruikt om koolstofdeeltjes in de uitlaatgassen van dieselmotoren te filteren en te zuiveren (bij ongeveer 500℃).

7、Kortom, honingraatkeramiek is een veelzijdig en innovatief materiaal met een unieke honingraatstructuur die diverse voordelen biedt. Het wordt gebruikt in een breed scala aan industrieën, waaronder de automobielindustrie, de chemische industrie, de elektriciteitssector, de metallurgie, de aardolie-industrie, de elektronica-industrie en de machinebouw. ​​Dankzij uitstekende eigenschappen zoals hoge sterkte, hoge temperatuurbestendigheid, corrosiebestendigheid en slijtvastheid is het geschikt voor uiteenlopende toepassingen, zoals warmteopslag, verpakkingsmaterialen, katalysatordragers en filtermaterialen. Met de voortdurende vooruitgang in de materiaalkunde en de groeiende vraag naar milieuvriendelijke en efficiënte materialen zal honingraatkeramiek naar verwachting een steeds belangrijkere rol gaan spelen in diverse industrieën, wat een veelbelovende toekomst voor de ontwikkeling en toepassingen ervan inhoudt.