Osnovna svojstva SiC keramičke membrane
Električna izolacija: Keramika od silicij-karbida obično ima dobru električnu izolaciju, što je posebno važno u okruženjima s visokim temperaturama, osiguravajući njezinu stabilnost u primjenama koje zahtijevaju svojstva električne izolacije.
Mehanička čvrstoća: Keramika od silicij-karbida ima izuzetno visoku tvrdoću i mehaničku čvrstoću te može izdržati visoke pritiske i uvjete visokog opterećenja. Zbog toga se dobro ponaša u situacijama kada je potrebna otpornost na habanje i otpornost na eroziju.
Otpornost na koroziju: Keramika od silicij-karbida ima visoku otpornost na mnoge korozivne plinove i tekućine, zbog čega dobro funkcionira u korozivnim okruženjima kao što je obrada kiselinom i alkalijama u kemijskoj industriji.
Otpornost na visoke temperature: Keramika od silicij karbida ima izvrsnu otpornost na visoke temperature i može zadržati svoju stabilnost i mehaničku čvrstoću u okruženjima s visokim temperaturama. Općenito govoreći, može izdržati visoke temperature ispod 1500 stupnjeva, što komponente keramičke membrane od silicij-karbida čini prikladnima za visokotemperaturne industrijske procese kao što su petrokemija, metalurgija i staklo.
Toplinska vodljivost: Silicij-karbid ima izvrsnu toplinsku vodljivost, što komponente keramičke membrane od silicij-karbida čini vrlo korisnim u nekim primjenama koje zahtijevaju visoku toplinsku vodljivost, kao što su izmjenjivači topline i visokotemperaturni senzori.
Struktura i priprema SiC keramičkih membrana
SiC keramičke membrane mogu se podijeliti na cjevaste membrane i ravne membrane prema različitim membranskim strukturama. Među njima, cjevaste membrane sastoje se od razdjelnih slojeva, prijelaznih slojeva i potpornih slojeva, dok su ravne membrane sastavljene od razdjelnih slojeva i potpornih slojeva. Razdjelni sloj igra glavnu ulogu u filtraciji, a njegova debljina je općenito 15 μm. Što je sloj membrane tanji, to je veća učinkovitost filtracije i manja potrošnja energije. Prijelazni sloj prekriva nosivo tijelo i smanjuje veličinu pora te poboljšava učinkovitost filtracije nakupljanjem čestica ili ulaskom u pore membrane nosivog tijela. Nosivo tijelo ima visoku mehaničku čvrstoću i fluks.
Metode pripreme SiC keramičkih membrana uključuju metodu uranjanja i izvlačenja, metodu raspršivanja, metodu kemijskog taloženja iz pare (CVD) i metodu fazne transformacije. Među njima, metoda uranjanja i izvlačenja postala je jedna od najčešće korištenih metoda pripreme zbog jednostavnog rada i niske cijene potrošnje energije. Metoda prskanja jednostavna je za masovnu proizvodnju, jednostavna je za rukovanje i lako se kontrolira debljina filma. Metodom kemijskog taloženja iz pare mogu se pripremiti keramičke membrane s malom veličinom pora i relativno niskom temperaturom pripreme, ali uvjeti izrade filma su surovi, a postupak je težak. Metoda fazne transformacije inducira keramičku kašu iz tekućeg u kruto stanje mokrim ili suhim metodama.
Područja primjene SiC keramičkih membrana
SiC keramičke membrane naširoko se koriste u mnogim područjima zbog svojih dobrih performansi. U području zrakoplovstva, može se koristiti za proizvodnju visokotemperaturnih konstrukcijskih materijala i dijelova motora; u području elektroničke tehnologije, može se koristiti za proizvodnju integriranih krugova visoke gustoće, tankoslojnih baterija i drugih elektroničkih komponenti; u području energetike, može se koristiti za proizvodnju visokotemperaturnih izmjenjivača topline, petrokemijske opreme itd. Osim toga, u područjima elektronike i optoelektronike, keramičke membrane od silicij-karbida također se mogu koristiti kao materijali za proizvodnju poluvodičkih materijala i optoelektronike uređaja. U kemijskoj industriji, njegova otpornost na koroziju i otpornost na visoke temperature čine ga idealnim materijalom za proizvodnju opreme otporne na koroziju, cjevovoda, ventila itd.
