مرشح خزفي مسامي من الكوردييريت

الكوردييريت مرشح خزفي مسامي الألواح. وقد طُبقت في هذا البحث طرق متقدمة لدراسة المواد (DSC وXRD) من أجل دراسة خصائص نظام ألواح الترشيح الخزفية المسامية بشكل منهجي. كما تم اختبار مسامية السيراميك المسامي من AlO₃ والكوردييريت. كما تم تحديد تأثير إضافة العيوم (CeO₂) على التحول في العمليات البينية، وخصائص التلبيد، والأداء الميكانيكي للسيراميك الكوردييريت. يكتسب هذا العمل أهمية كبيرة في تحضير السيراميك المسامي ذي المسامية العالية والأداء الميكانيكي المتميز، وتنظيم العلاقة بين المسامية والقوة، علاوة على استكشاف مواد سيراميكية مسامية جديدة؛ وقد أظهرت النتائج أن عملية تشريب الإسفنج البوليمري تعد عملية مثالية لتحضير السيراميك المسامي، بفضل بساطتها وتكلفتها المنخفضة. وأثناء التحضير، تأثرت خصائص المنتجات النهائية باختيار البولي يوريثان، و درجة حرارة التلبيد، ومدة الاحتفاظ بالحرارة. ويمكن ملاحظة أيضًا أنه مع زيادة المسامية، تنخفض قوة الضغط والانحناء؛ وبناءً على ذلك، فإن الطور الرئيسي للكوردييريت Al, O3 مرشح خزفي مسامي هو الكوراندوم. لنأخذ حجم المسام البالغ 3oppi كمثال، تبلغ قوة الضغط والانحناء للمرشح الخزفي المسامي المصنوع من Al₂O₃، والذي تبلغ مساميته 88.9 vol، 3.31 ميجا باسكال و1.69 ميجا باسكال على التوالي. كما تصل قوة الضغط والانحناء للسيراميك المسامي Al₂O₃ إلى 3.50 ميجا باسكال و1.91 ميجا باسكال، عندما تبلغ المسامية 86.8٪ حجمي. يتميز السيراميك المسامي Al₂O₃ بمقاومة عالية للصدمات الحرارية، في حين أن السيراميك المسامي من الكوردييريت هو الكوردييريت. وبعد إضافة CeO₂ عندما يبلغ حجم المسام 30 ppi، يرتفع متوسط قوة الضغط وقوة الانحناء من 4.01 ميجا باسكال و2.03 ميجا باسكال إلى 20 ميجا باسكال و2.10 ميجا باسكال، مما يمثل مقاومة ممتازة للصدمات الحرارية.

الكلمات المفتاحية: الكوردييريت مرشح خزفي مسامي, ، الكوردييريت، Al₂O₃CeO، المسامية، الخصائص الميكانيكية

نظرة عامة على المرشحات الخزفية المسامية: يمكن تقسيم المرشحات الخزفية المسامية إلى خزف رغوي وخزف على شكل خلية النحل وفقًا لشكل المسام. السيراميك الرغوي هو نوع من منتجات السيراميك يتميز بتوزيع متجانس للمسام الدقيقة (يمكن أن تصل نسبة المسامية إلى 50~90vo1%)، وكثافة حجمية منخفضة، وهيكل شبكي ثلاثي الأبعاد، ومنتجات سيراميك مترابطة①. ويتميز بمساحة سطح محددة وخصائص سطحية فيزيائية فريدة، ونفاذية انتقائية، وخصائص امتصاص الطاقة أو مقاومة الضغط للوسائط السائلة والغازية، كما يتمتع بمقاومة فريدة لدرجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل، والاستقرار الحراري للمواد الخزفية. الميزة البارزة

1.1.1 تصنيف الكوردييريت مرشح خزفي مسامي المواد

تنقسم المرشحات الخزفية المسامية التي تم تطويرها حتى الآن إلى الفئات التالية. ويمكن تصنيف المسام إلى مسام مغلقة ومسام مفتوحة. تشير المسام المغلقة إلى المسام الدقيقة الداخلية للمادة الخزفية الموزعة في المصفوفة الخزفية المتصلة، وتكون هذه المسام معزولة عن بعضها البعض، أما المسام المفتوحة فتشمل الترابط بين المسام الداخلية ومسام المادة، وتكون مفتوحة من جانب ومغلقة من الجانب الآخر لتشكل نوعًا من المسام غير المتصلة. ووفقًا لحجم مسامها، يمكن تقسيمها عمومًا إلى مرشح سيراميكي ذي مسام دقيقة (حجم المسام أقل من 20A)، ومرشح سيراميكي ذي مسام متوسطة (نطاق حجم المسام من 20 إلى 500A)، والكوردييريت مرشح خزفي مسامي(حيث يزيد حجم المسام عن 500A).

ووفقًا لاختلاف موادها، يمكن تصنيفها إلى: ① مواد السيليكات عالية المحتوى من السيليكا: تُستخدم كمواد رملية كل من الخبث الخزفي الصلب، والخبث الخزفي المقاوم للأحماض، وجزيئات السيراميك الاصطناعية الأخرى المقاومة للأحماض، والتي تتميز بمقاومة الماء ومقاومة الأحماض، وتصل درجة حرارة التشغيل إلى ② مواد الألومينوسيليكات: مع استخدام كلنكر الطين المقاوم للحرارة، والبوكسيت الملبد، والسيليمانيت، وجزيئات الموليت الاصطناعية كمواد مضافة، فهي تتمتع بمقاومة للأحماض ومقاومة للأحماض الضعيفة، ويمكن أن تصل درجة حرارة التشغيل إلى 1000 ℃؛ ③ المواد الخزفية الثابتة: تتشابه تركيبتها مع المادة الأولى، حيث يتم الحصول على مواد خزفية ذات مسام دقيقة عن طريق خلط مجموعة متنوعة من جزيئات الكلنكر الطيني مع الطين؛ ④ مادة الدياتوميت: تتكون أساسًا من دياتوميت مختار كمواد خام ويتم تلبيدها مع الطين، وتُستخدم للترشيح الدقيق للمياه والوسائط الحمضية؛ ⑤ المواد الكربونية النقية: تُصنع من جزيئات فحم منخفض الرماد أو فحم الكوك النفطي، أو بإضافة جزء من الجرافيت، ثم يتم ربطها وحرقها باستخدام القطران المخفف، وتُستخدم لمقاومة الماء، والأحماض القوية الساخنة والباردة، والوسائط القلوية القوية الساخنة والباردة، وتطهير الهواء، والترشيح، وما إلى ذلك؛ ⑥ مواد الكوراندوم والصنفرة: تُستخدم أنواع مختلفة من جزيئات الكوراندوم المصهور وكربيد السيليكون كمواد مضافة، وتتميز بمقاومة قوية للأحماض ومقاومة عالية لدرجات الحرارة، ويمكن أن تصل مقاومة درجة الحرارة إلى 1600 درجة مئوية؛ ⑦ الكوردييريت ومواد تيتانات الألومنيوم: نظرًا لأن معامل التمدد الحراري صغير، فهي تُستخدم على نطاق واسع في بيئات الصدمات الحرارية؛ ⑧ تُستخدم النفايات الصناعية الأخرى، والمخلفات، والمواد المكونة من زجاج الكوارتز أو الزجاج العادي في مجالات مختلفة اعتمادًا على تركيبة المواد الخام.