泡沫陶瓷是多孔陶瓷的一種,因其具有高孔隙率、耐高溫、耐腐蝕、比表面積大等優(yōu)點而得到廣泛的應(yīng)用,如:高溫液體、氣體過濾分離、耐腐蝕填料、催化載體等。廣義上講,具有泡沫孔洞,或用有機泡沫做填充載體、燒失得到的多孔陶瓷都可稱為泡沫陶瓷。但從嚴格意義上來說,泡沫陶瓷是專指使用聚氨脂或其它有機材料的開孔泡沫塑料作為支撐載體,浸掛陶瓷漿料成型,之后在燒成過程中同時去除有機載體,得到的制品高孔隙率。
泡沫陶瓷一般用作鑄造行業(yè)的熔融金屬過濾,其有堇青石、莫來石、氧化鋁、碳化硅、氧化鋯等等多種材質(zhì)。而目前應(yīng)用的較多的是氧化鋁、碳化硅、氧化鋯三種。其中,氧化鋁泡沫陶瓷主要用于金屬鋁和鋁合金;碳化硅泡沫陶瓷用于鑄鐵及有色金屬;氧化鋯泡沫陶瓷用于不銹鋼及更高溫合金等。普通的碳化硅泡沫陶瓷通常由碳化硅粉末、粘土、二氧化硅和氧化鋁混合制成。
在空氣中的燒成溫度范圍為1200~1400 ℃,燒成過程中碳化硅顆粒與玻璃體或半結(jié)晶鋁硅酸鹽化合物結(jié)合,形成有一定強度和致密度的陶瓷體,這種制備工藝的一個特點是在燒結(jié)過程中不收縮或僅有輕微收縮,碳化硅合量一般不超過75wt%,這對于這種制品的正常使用已經(jīng)足夠了,因為絕大多數(shù)碳化硅泡沫陶瓷在鑄造領(lǐng)域用作過濾器是一次性的,低含量的碳化硅可以有效降低成本和增大工藝的靈活性,由此提高生產(chǎn)效率。而在某些領(lǐng)域,如:燃燒器、柴油機尾氣過濾器、加熱元件、太陽能接收器等,需要更耐高溫和抗熱沖擊性更好甚至導電的碳化硅泡沫陶瓷,現(xiàn)有制品中較低的碳化硅含量已經(jīng)不能滿足要求,而且往往需要長期重復(fù)使用。因此,需明顯提高現(xiàn)有碳化硅泡沫陶瓷中的碳化硅含量,來提高其抗熱沖擊性和長期重復(fù)使用的性能。