材料工程论文陶瓷膜.docx

材料工程论文陶瓷膜 　　这篇材料工程论文发表了陶瓷膜---一种前景广阔的新材料，陶瓷膜这种新型材料是在1996年开发引入市场的，论文介绍了陶瓷膜技术开展概况，并介绍了陶瓷膜的广泛应用和开展概况 　　关键词：材料工程论文,陶瓷膜 　　1 陶瓷膜技术开展概况 　　陶瓷膜也称CT膜，是固态膜的一种，最早由日本的大日本印刷公司和东洋油墨公司在1996年开发引入市场陶瓷膜主要是A12O3，Zr02，Ti02和Si02等无机材料制备的多孔膜，其孔径为2-50mm具有化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂:机械强度大，可反向冲洗:抗微生物能力强:耐高温:孔径分布窄，别离效率高等特点，在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、治金工业等领域得到了广泛的应用，其市场销售额以35%的年增长率开展着陶瓷膜与同类的塑料制品相比，造价昂贵，但又具有许多优点，它坚硬、承受力强、耐用、不易阻寨，对具有化学侵害性液体和高温清洁液有更强的抵抗能力，其主要缺点就是价格昂贵目_制造过程复杂 　　2022年7月，北美陶瓷技术公司顺利完成了其价值超过500万美元的新型双磨盘研磨机的组装，该设备在制备超薄陶瓷膜的生产技术上首屈一指，这同时也使得公司在制备超平、超完整陶瓷膜上的技术大大提升。

我国南京工业大学完成了低温烧结多通道多孔陶瓷膜，该工程的研究对于提高我国陶瓷膜的质量、降低本钱具有重要意义多孔陶瓷膜由于具有优异的耐高温、耐溶剂、耐酸碱性能和机械强度高、容易再生等优点:在食品、生物、化工、能源和环保领域应用广泛但目前在其应用中存在两大难题:一是多孔陶瓷膜的高本钱，尤其是支撑体材料的本钱高:二是有限的陶瓷品种与纷繁复杂的现状存在着矛后目前商品化的陶瓷膜只有有限的几种规格，这就对特定孔结构的陶瓷膜制备提出了更高的要求该课题组主要对以氧化铝和特种烧结促进剂为起始原料，在1400℃的烧成温度下制备出的支撑体进行了系统和深入的研究，得到渗透性能、机械性能及耐腐性能统一的支撑体他们还以原料性质预测支撑体的孔结构为目标，以支撑体的制备过程和微观结构为根底，建立了原料性质与支撑体孔隙率、孔径分布之间的计算方法，为特定孔结构支撑体的定量制备提供了理论依据 　　目前，己商品化的多孔陶瓷膜的构形主要有平板、管式和多通道3种平板膜主要用于小规模的工业生产和实验室研究管式膜组合起米形成类似于列管换热器的形式，可增大膜装填而积，但由于其强度问题，己逐步退出工业应用规模应用的陶瓷膜，通常采用多通道构形，即在一圆截面上分布着多个通道，一般通道数为7，19和37。

无机陶瓷膜的主要制备技术有:采用固态粒子烧结法制备载体及微滤膜，采用溶胶-凝胶法制各超滤膜:采用分相法制备玻璃膜:采用专门技术(如化学气相沉积、无电镀等)制备微孔膜或致密膜其根本理论涉及材料学科的胶体与外表化学、材料化学、固态离子学、材料加工等 　　从开展趋势米看，陶瓷膜制备技术的开展主要在以下2方面:一是在多孔膜研究方而，进一步完善己商品化的无机超滤和微滤膜，开展具有分子筛分功能的纳滤膜、气体别离膜和渗透汽化膜:二是在致密膜研究中，超薄金属及其合金膜及具有离子混合传导能力的固体电解质膜是研究的热点己经商品化的多孔膜主要是超滤和微滤膜，其制备方法以粒子烧结法和溶胶-凝胶法为主前者主要用于制各微孔滤膜，应用广泛的商品化A1203膜即是由粒子烧结法制备的 　　2 陶瓷膜的广泛应用 　　2.1提纯用陶瓷过滤膜 　　当前，西方兴旺国家在食品工业、石化工业、环境保护、生化制药等许多领域对膜技术的应用越来越广泛，而用无机材料制成的过滤膜(陶瓷膜就是一种无机过滤膜)的开展前景有可能比有机过滤膜更好对于面临抗生素政策性降价和抗菌药限售双重压力的国内众多抗生素生产企业而言，通过创新工艺提高产品收率和质量不失为降低本钱的明智选择，而以陶瓷膜技术改进现行抗生素别离提纯工艺有可能成为降本钱、提高效益的突破口。

　　2.2 镀陶瓷包装膜 　　在食品包装领域，近年越来越引人注目的是具有高功能性和良好环保适应性的透明镀陶瓷膜这种膜尽管目前价格较高，物理性能还有待进一步改进，但可预期在不远的将来它将在食品包装材料中占据重要的地位陶瓷膜的加工镀膜方法与通常的镀金属方法相似，根本上按我们己知的加工法进行镀陶瓷膜由PET(12μm)陶瓷(Si0x)组成氧化硅能分成4类，即Si0,Si304，Si203，Si02然而，在自然界它们通常以Si02形式存在，因此根据镀金属条件，它们的变化很大对这种膜的主要要求是具有良好的透明度、极佳的阻隔性、优良的耐蒸煮性、较好的可透过微波性与良好的环境保护性以及良好的机械性能 　　镀陶瓷膜根本上可以用制作镀铝膜一样的条件制取，在制取过程中，仔细处理外表层，不使镀层受到损伤是极其重要的由于这种膜是由氧化硅处理的，外表具有极好的润湿性，因此，它在油墨或粘合剂的选择范围上比较广，几乎与任何油墨或粘合剂都能亲和聚氨酯类粘合剂是最可取的粘合剂，而油墨可以按用途任意选择，不用进行外表处理然而，镀陶瓷膜你像镀铝膜那样容易向聚乙烯复合，因为PET膜作为基材料，当其氧化硅表而直接熔融聚乙烯高温涂布或复合时，易趋向于伸长，从而破坏氧化硅外表层，导致阻隔性下降。

同时，在目前条件下，由于技术工艺上的问题，PET膜在镀陶瓷过程中有时会发生卷曲，从而影响膜的质量当然，这类问题正得到解决 　　镀陶瓷膜首先用作细条实心面的调味品包装材料其优良的包装性能引起了人们的注意由于这种膜保味性极佳，因此，尤其适合于包装易升华产品，如茶(樟脑)之类的易挥发材质由于其极好的阻隔性，除了作为高阻隔性包装材料和作食品包装材料用外、预计还可用在微波容器上作为盖材，在调味品、精密机械零配件、电子零件、药物和医药仪器等方而作为包装材料随着加工技术的进一步开展，如果这种膜在本钱上大幅下降，那么它将得到迅速推广和应用 　　2.3 燃料电池陶瓷膜 　　我国" 863〞方案固体氧化物燃料电池(SOFC)工程经过对新型中温固体氧化物陶瓷膜燃料电池的长期研制，把陶瓷膜制备技术开拓应用于SOFC的制作，把通常SOFC的高温(1000-900℃ )拓延到中温阶段(700-500℃ )目前中国科技大学无机膜研究所己经研制成功的新型中温陶瓷膜燃料电池，是一种以陶瓷膜作为电解质的燃料电池电池部件薄膜化以后，降低了电池的内阻，提高了有用功率的输出，不需要高温的条件下实现了中温化，操作温度降到700-500℃。

这种新型燃料电池继承了高温SOFC的优点，同时降低了本钱此类陶瓷膜燃料电池具有广阔的应用前景 　　2.4琥珀陶瓷隔热膜 　　2022年8月，基于金属膜对无线电信号的干扰和容易氧化等缺点，我国韶华科技公司携手德国某著名工业研究机构共同开发融入纳米蜂窝陶瓷技术，并将韶华科技独有的真空溅射技术用于陶瓷隔热膜的生产上，创造了独一无二的琥珀陶瓷隔热膜，解决了金属膜无法逾越的技术问题:对无线电信号无任何干扰，特别是卫星的短波信号，绝不氧化，因为陶瓷超乎寻常的稳定性，从而保证隔热性能始终如一:永不褪色，陶瓷隔热膜采用陶瓷固有的颜色，不添加任何颜料，囚此，陶瓷隔热膜绝不会像染色金属会发生褪色现象:超级耐用，陶瓷隔热膜保质期为10年，金属膜一般为5年:经典美感，象琉泊一样的晶莹剔透的美感，色泽柔和，拥有最舒适的视觉效果琥珀纳米陶瓷隔热膜最先应用于美国的航天飞机和国际空间站，而后广泛应用于汽车、建筑、海事等各个领域由于技术敏感，直到2022年该产品才在中国销售 　　3 陶瓷膜产业开展概况 　　陶瓷膜的研究始于20世纪40年代，其开展可分为3个阶段:用于铀的同位素别离的核工业时期，于20世纪80年代建成了膜面积达400万平方米的陶瓷膜的富集256UF6工厂，以无机微滤膜和超滤膜为主的液体别离时期和以膜催化反应为核心的全面开展的时期。

　　通过这3个阶段的开展，无机陶瓷膜别离技术己初步产业化20世纪80年代初期成功地在法国的奶业和饮料(葡萄酒、啤酒、苹果酒)业推广应用后，其技术和产业地位逐步确立，应用也己拓展至食品工业、生物工程、环境工程、化学工程、石油化工、冶金工业等领域，成为苛刻条件下精密过滤别离的重要新技术1998年国外网上公布的膜和膜设备生产厂家及经营公司达452家，其中金属膜厂50家，陶瓷膜生产厂94家 　　无机别离膜领域所占的市场份额还比较小，1997年美国无机膜市场销售额为1亿美元，其中陶瓷膜占80%左右，仅占膜市场的9% 另据估计，2022年世界陶瓷膜的市场销售额约超过100亿美元，无机膜的市场占有率占12%由于陶瓷膜在精密过滤别离中的成功应用，其市场销售额以35%的年增长率开展。