Material cerámico celular para filtros de metal fundido

Material cerámico espumado

Los materiales cerámicos porosos desempeñan un papel importante en la amortiguación, la atenuación de vibraciones, el aislamiento térmico, la reducción del ruido, la filtración, etc. Los sólidos de alta porosidad presentan una gran rigidez y una baja densidad. Por ello, los sólidos porosos naturales se utilizan a menudo como estructuras, como es el caso de los huesos. Por su parte, el uso de materiales cerámicos espumosos por parte del ser humano no solo tiene aspectos estructurales, sino también numerosos usos funcionales. Filtro de espuma cerámica está fabricado con un material cerámico espumado.

El material poroso debe cumplir los dos requisitos siguientes: por un lado, que el material contenga un gran número de poros; por otro, que dichos poros se utilicen para cumplir determinados requisitos de diseño, con el fin de alcanzar los índices de rendimiento deseados.

El contenido relativo de poros (porosidad) de los materiales porosos varía. Según el tamaño de la porosidad, se pueden clasificar en materiales de porosidad baja y media, y materiales de alta porosidad. Los poros de los primeros son en su mayoría cerrados, y su comportamiento es similar al de la fase de inclusión en el material. Estos últimos adoptan tres formas en cuanto a la morfología de los poros y la morfología de la fase sólida continua. La primera forma es un sólido continuo con una disposición bidimensional de polígonos, y los poros están separados, en consecuencia, por columnas, de forma similar al panal hexagonal de las abejas, por lo que este material poroso bidimensional puede denominarse visualmente “material de panal”. La segunda forma consiste en que el sólido continuo presenta una estructura de red tridimensional, y los poros formados están interconectados. Este material poroso tridimensional se denomina “material de espuma de célula abierta“. La tercera forma es un sólido continuo con una estructura de paredes poliédricas que separa los poros cerrados. Este material poroso tridimensional se denomina “espuma de célula cerrada”. Por supuesto, existen “espumas de célula semiabierta” que se sitúan entre las espumas de célula abierta y las de célula cerrada.

Material cerámico poroso

El desarrollo de este tipo de material comenzó en la década de 1970 y se trata de un material poroso con propiedades de alta temperatura. El tamaño de los poros oscila entre el nanómetro y el milímetro, el rango de porosidad es de aproximadamente 20% ~ 95%, y la temperatura de uso puede ir desde la temperatura ambiente hasta los 1600 ℃.

En general, los materiales cerámicos porosos se pueden dividir en dos categorías: los materiales cerámicos alveolares y los materiales cerámicos espumosos. Los poros de los materiales cerámicos alveolares forman una disposición bidimensional, mientras que los materiales cerámicos espumosos consisten en una disposición tridimensional de poliedros huecos.

Los materiales cerámicos espumados suelen subdividirse a su vez en dos tipos: los materiales cerámicos de malla y los materiales cerámicos de célula cerrada, dependiendo de si cada cavidad tiene una superficie de pared sólida. En el caso de los materiales cerámicos de célula abierta, los poros están interconectados. Si hay una superficie de pared sólida, la espuma se denomina material cerámico de célula cerrada, en el que los poros están separados entre sí por una matriz cerámica continua. Estas diferencias se aprecian claramente al comparar la permeabilidad de ambas espumas. Algunas cerámicas espumadas presentan tanto poros parcialmente abiertos como poros parcialmente cerrados.

Los materiales cerámicos de célula abierta también pueden presentar una resistencia relativamente elevada, una mayor permeabilidad, resistencia química, resistencia a altas temperaturas y una estructura uniforme.