1. Desde la década de 1960En 1963, el científico estadounidense Schwartzwalder inventó el método de impregnación con espuma orgánica. Se obtuvieron cerámicas porosas impregnando una suspensión cerámica con una estructura de espuma orgánica y eliminando los compuestos orgánicos a alta temperatura, sentando así las bases del principio de preparación de las cerámicas de espuma (que contienen una base de alúmina), que constituye la fuente técnica de las virutas de cerámica de espuma de alúmina.
2. Desde la década de 1970---1978, Mollard FR y Davidson N de los Estados Unidos desarrollaronfiltro de espuma cerámica de alúminaque se puede utilizar para la filtración de piezas fundidas de aleación de aluminio mediante el método de impregnación con espuma orgánica, utilizando alúmina y caolín como materias primas principales, lo que mejora enormemente la calidad de las piezas fundidas y reduce la tasa de desperdicio, lo que marca la entrada oficial de las virutas cerámicas de espuma de óxido de aluminio en la etapa de aplicación industrial y promueve su desarrollo a gran escala.
3. En la década de 1980---Europa, Estados Unidos, Japón y otros países compitieron en investigación y desarrollo para crear filtros de espuma cerámica de diversos materiales y especificaciones. La producción se mecanizó y automatizó, y los productos se serializaron y estandarizaron.
China inició la investigación sobre cerámicas de espuma de alúmina a principios de la década de 1980. La Universidad Tecnológica de Harbin, el Instituto de Tecnología de Fabricación de Maquinaria de Shanghái y otras instituciones tomaron la delantera en la realización de trabajos relevantes, logrando gradualmente la autonomía tecnológica y la industrialización, y reduciendo la brecha con el mercado internacional.
El proceso principal es la impregnación con espuma orgánica y los pasos son los siguientes:
1. Preparación de la suspensión:Mezcle el polvo de alúmina, el aglutinante, el dispersante, el agente de sinterización y el agua, y revuelva hasta obtener una pasta uniforme con alto contenido de sólidos y baja viscosidad.
2. Impregnación y suspensión de la suspensión:Sumerja la estructura prefabricada de espuma orgánica (como una esponja de poliuretano) en la mezcla, y haga que esta se adhiera uniformemente a la pared del orificio de la estructura de espuma mediante extrusión y laminado para eliminar el exceso de mezcla.
3. Secado y curado:Coloque el cuerpo de espuma, después de aplicar la lechada, en el horno de secado y séquelo a 80-120 ℃ para solidificar el adhesivo, mejorar la resistencia del cuerpo y evitar deformaciones en tratamientos posteriores.
4. Desengrase y eliminación de pegamento:Introduzca el cuerpo verde seco en el horno de sinterización y caliéntelo a 400-600 °C para que la estructura de espuma orgánica y el aglutinante se descompongan y volatilicen por completo, formando así un cuerpo verde de alúmina porosa. En esta etapa, es necesario controlar la velocidad de calentamiento para evitar que el cuerpo verde se agriete.
5. Sinterización a alta temperatura:El cuerpo verde desengrasado se calienta a 1400-1600 ℃ para su sinterización, de modo que las partículas de óxido de aluminio experimenten una reacción en fase sólida, los granos crezcan y se combinen estrechamente, formando un esqueleto cerámico de alta resistencia, y finalmente obteniendo virutas cerámicas de espuma de óxido de aluminio.
6. Procesamiento posterior:Cortar, pulir y limpiar según los requisitos para obtener productos terminados con las dimensiones y la precisión especificadas.
1. Alta porosidad:La porosidad suele estar entre el 60% y el 90%, y el tamaño de los poros se puede ajustar (desde decenas de micrómetros hasta unos pocos milímetros), con poros interconectados.
2. Baja densidad:La densidad aparente es de tan solo 0,3-1,2 g/cm³, mucho menor que la de las cerámicas de alúmina densas (alrededor de 3,95 g/cm³).
3. Resistencia a altas temperaturas:Para uso prolongado, la temperatura puede alcanzar los 1200-1600 ℃, y para uso a corto plazo puede soportar altas temperaturas de hasta 1800 ℃, sin fundirse ni ablandarse.
4. Resistencia a la corrosión:Resistencia a ácidos y álcalis (excepto en medios fuertemente alcalinos), resistencia a disolventes químicos, superior a los materiales porosos metálicos.
5. Buen rendimiento de filtración:La estructura de poros interconectados puede interceptar eficazmente las partículas sólidas en el fluido con baja resistencia al mismo.
6. Aislamiento térmico:Su alta porosidad dificulta la conducción y la convección del calor, lo que lo convierte en un excelente material aislante para altas temperaturas.
7. Resistencia mecánica moderada:La resistencia a la compresión y a la flexión cumplen con los requisitos para uso industrial, y poseen un cierto grado de tenacidad, lo que evita que se vuelvan quebradizos con facilidad.
8. Gran capacidad de personalización:Se pueden personalizar diferentes tamaños, formas y densidades de píxeles (PPI), de modo que se adapte a las necesidades de diferentes aplicaciones.
- Campo de filtración de alta temperatura
1. Filtración de metal fundido:Al fundir metales no ferrosos como aluminio, cobre, zinc, etc., se filtran las inclusiones de óxido y las partículas de impurezas presentes en el metal fundido para mejorar la pureza de la pieza fundida.
2. Filtración de gases de combustión a alta temperatura:Se utiliza para la eliminación de polvo de gases de combustión a alta temperatura en industrias como la metalurgia, la ingeniería química y la incineración de residuos, interceptando las partículas de polvo y purificando los gases.
- campo de aislamiento térmico
1. Revestimiento de hornos industriales:Capa aislante para hornos de cerámica, hornos metalúrgicos y hornos de vidrio para reducir la pérdida de calor y ahorrar energía.
2. Componentes aeroespaciales:Como materiales aislantes para naves espaciales y motores, pueden soportar entornos de alta temperatura.
- Campo de portadores catalíticos
1. Tratamiento de gases de escape de automóviles:Se pueden cargar con catalizadores para reemplazar algunos soportes metálicos, utilizados para la conversión catalítica de sustancias nocivas en los gases de escape.
2. Catálisis química:Como soporte de catalizador en reacciones químicas, aumenta la superficie de contacto con la reacción y mejora la eficiencia catalítica.
- Otros campos
1. Absorción acústica y reducción de ruido:Se utilizan como materiales fonoabsorbentes en entornos corrosivos y de alta temperatura, como compartimentos de motores y capas de aislamiento acústico en plantas industriales.
2. Biomedicina:Las cerámicas de espuma de alúmina de alta pureza pueden utilizarse como andamios para la ingeniería de tejidos óseos, con buena biocompatibilidad.
Alinna Wang
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Fecha de publicación: 22 de enero de 2026