Keraamisten kalvojen kehityshistoria

Viimeisen sadan vuoden teollisuuden kehityksen aikana keraamisten kalvojen materiaaliinnovaatiot eivät ole tyhjiä markkinointitemppuja – ne ovat luonnollista edistystä, jota käytännölliset teollisuuden vaatimukset vetävät eteenpäin. Tässä artikkelissa tarkastellaan lyhyesti keraamisten kalvojen kehitysmatkaa neljässä avainvaiheessa: useiden materiaalien etsintä, alumiinioksidikalvojen popularisointi, kotimainen teollistuminen ja piikarbidikalvojen teknologinen iteraatio.

1. Sotilaallinen alkuperä: Varhainen T&K erityisiä erottelusovelluksia varten (1940-luku)

Keraamisia kalvoja ei alun perin kehitetty vedenkäsittelyyn, vaan isotooppikaasujen erottamiseen ydinteollisuudessa. Tuolloin ala tarvitsi kipeästi kantajaa, jolla oli vakaat fysikaalis-kemialliset ominaisuudet, kemiallinen inertti, erittäin hienot huokoskoot, vankka rakenteellinen eheys ja pitkäkestoinen käyttökyky ankarissa käyttöolosuhteissa – keraamiset kalvot täyttivät täydellisesti vaatimukset.

Tässä varhaisessa vaiheessa keraamiset kalvot olivat vain laboratoriokäyttöön tarkoitettuja erikoismateriaaleja, joiden huokoskoon säätö ja alhainen erotustarkkuus tekivät niistä täysin sopimattomia teolliseen nestefaasiveden käsittelyyn. Siitä huolimatta ne loivat vakauden ja korroosionkestävyyden teknisen ydinperustan myöhempien keraamisten kalvotekniikoiden käyttöön.

2. Alumiinioksidikeraamisten kalvojen syntyminen: Ensimmäinen läpimurto teollisessa vedenkäsittelyssä (1960-1990-luvut)

Nopean maailmanlaajuisen teollisuuden kasvun vetämänä elintarvike-, juoma- ja peruskemian aloilla on noussut kasvavaa kysyntää nesteen selkeyttämiselle ja materiaalien erottelulle. Perinteiset levy- ja kehyssuodattimet ja suodatinpaperit kärsivät riittämättömästä suodatustarkkuudesta ja voimakkaasta likaantumisesta, mikä loi teollisuuden laajuisen kysynnän uudelleenkäytettäville, puhdistettaville epäorgaanisille suodatinaineille. Tämä johti keraamisiin ultrasuodatuskalvoihin.

Useiden epäorgaanisten materiaalien teknisen vertailun jälkeen alumiinioksidista tuli optimaalinen valinta siviiliteollisuudelle. Vaikka se ei olekaan tehokkain saatavilla oleva epäorgaaninen materiaali, siinä on erinomaisia ​​massatuotannon etuja: runsaat bauksiittivarat ja alhaiset raaka-ainekustannukset, kypsä matalan lämpötilan sintraustekniikka, korkea lopputuotteen standardisointi, tasapainoinen fysikaalis-kemiallinen suorituskyky normaaleissa työoloissa ja hallittavat koko elinkaaren tuotanto- ja ylläpitokustannukset. Nämä edut mahdollistavatalumiinioksidikalvot täyttävät teollisuuden perussuodatusvaatimukset stabiiliudesta ja uudelleenkäytettävyydestä, mikä tekee niistä ensimmäisen tyyppisen keraamisen kalvon, jolla saavutetaan laajamittainen kaupallinen teollinen käyttö.

3. Kotimainen teollistuminen: Kotimaisten alumiinioksidikeraamisten kalvojen itsenäinen massatuotanto (2000-luvun alku)

2000-luvun alussa teollisuussuodattimien kotimainen kysyntä kasvoi, mutta alumiinioksidikeraamiset kalvomarkkinat olivat kuitenkin täysin merentakaisten toimittajien monopolissa. Tuoduilla kalvoilla oli korkeat kustannukset ja hidasta myynnin jälkeistä tukea, mikä loi teollisuuden kiireellisen tarpeen korvata epäorgaaniset kalvot kotimaassa. Kotimaiset tutkimuslaitokset ja valmistajat tekivät yhteistyötä teknisten läpimurtojen saavuttamiseksi, mikä mahdollisti kotitekoisten alumiinioksidikeraamisten kalvojen itsenäisen massatuotannon.

Paikallinen tuotanto alensi rajusti tavanomaiseen vedenkäsittelyyn käytettävien keraamisten kalvojen käyttökustannuksia, jolloin epäorgaaninen suodatus on useiden yritysten saatavilla. Se myös edisti kypsää kotimaista keraamisten kalvojen teollisuusketjua ja keräsi kriittistä prosessiosaamista tukeakseen myöhempää korkealuokkaisten materiaalien tutkimusta ja kehitystä.

Siitä huolimatta ydinsuorituskyvyn rajoitukset säilyivät. Kotimaiset alumiinioksidikalvot kamppailivat vakaan pitkäaikaisen toiminnan kanssa yhdistettyinä ankarissa olosuhteissa, mukaan lukien korkea suolapitoisuus, korkeat lämpötilat ja vahvat happo-/alkaliympäristöt, jotka vallitsevat uusilla energia- ja suolajärvikemianteollisuudella, jolloin korkealaatuiset markkinat hallitsivat maahantuotuja erikoiskalvomateriaaleja.

4. Keraamiset piikarbidikalvot: räätälöityjä ratkaisuja äärimmäisiin käyttöolosuhteisiin (viime vuosikymmen)

Viimeisten kymmenen vuoden aikana kukoistava litiumparisto, suolajärven litiumin louhinta ja puolijohdeteollisuus ovat tuottaneet jätevettä, joille on ominaista viisi toisiinsa liittyvää äärimmäistä olosuhdetta: korkea suolapitoisuus, korkea lämpötila, vahva happamuus/emäksisyys, korkea orgaaninen pitoisuus ja suuri kiintoainehiukkasten kuormitus.

Alumiinioksidi toimii luotettavasti vakio-olosuhteissa, mutta kärsii nopeasta vuotojen laskusta äärimmäisissä ympäristöissä, eikä se täytä valmistajien vaatimuksia jatkuvasta tuotannosta minimaalisella seisokkiajalla. Tämä loi näkyvän syöttöraon korkean suorituskyvyn erikoisepäorgaanisille kalvoille.

Kohdennettuna tähän täyttämättömään vaativiin sovelluksiin, teollisuus kehitti korkean lämpötilan sintrausteknologiaa ottaakseen käyttöön seuraavan sukupolven.piikarbidi keramiikkakalvot. Säilyttäen kaikki epäorgaanisten kalvojen keskeiset edut – pitkä käyttöikä, korkea luotettavuus, tehokas orgaanisten suspendoituneiden kiintoaineiden sieppaus ja toistettava puhdistettavuus – SiC-kalvoissa on erinomaiset kiteiset huokosrakenteet, jotka sopivat kaikentyyppisiin monimutkaisiin äärimmäisiin vesiominaisuuksiin ja kompensoivat täysin alumiinioksidin toimintarajoitukset ankarissa työympäristöissä.

Semicorex tarjoaa korkealaatuistalitteä piikarbidikalvos japutkimaiset kalvot. Jos sinulla on kysyttävää tai tarvitset lisätietoja, ota rohkeasti yhteyttä.

Puhelinnumero +86-13567891907

Sähköposti: sales@semicorex.com