Van laboratorium tot leven: hoe keramische kralen alles met elkaar verbinden?
(1) Slijtvaste keramische kralen
Materialen:Zirkonia (ZrO₂), aluminiumoxide (Al₂O₃), siliciumcarbide (SiC), siliciumnitride (Si₃N₄).
Kenmerken:Hoge hardheid (zo is de hardheid van zirkonia-korrels alleen kleiner dan die van diamant), sterke slijtvastheid en hoge temperatuurbestendigheid (aluminiumoxidekorrels kunnen temperaturen van meer dan 1500 °C weerstaan).
Toepassingen:Ultrafijn malen en dispergeren in industrieën zoals coatings, inkten, pesticiden en elektronische pasta's.
Bijvoorbeeld, in de brullende slijpmachines van een coatingfabriek botsen zirkonia keramische kralen duizenden keren per seconde om grondstoffen zoals inkt en pesticiden tot op nanoschaal te vermalen. Traditionele glaskralen zouden in zo'n omgeving binnen een paar uur kapotgaan, terwijl keramische kralen net zo stabiel kunnen blijven als Mount Tai en een levensduur van meerdere jaren hebben. Gegevens tonen aan dat de maalefficiëntie met 300% kan worden verhoogd bij gebruik van keramische kralen, terwijl de kosten met meer dan de helft worden verlaagd.
(2) Geïsoleerde keramische kralen
Materialen:Aluminiumoxide, talk, mulliet, cordieriet, forsteriet.
Kenmerken:Hoge isolatieweerstand (>10¹²Ω·cm), hoge spanningsbestendigheid, corrosiebestendigheid.
Toepassingen:Inkapseling van elektronische componenten, isolatie van hoogspanningsapparatuur, intervalondersteuning voor draden en kabels.
Bijvoorbeeld, in elektronische apparaten zoals smartphones en nieuwe energievoertuigen, zijn er een groot aantal circuits en componenten met hoge spanning en hoge stroom binnenin. Vooral in sommige extreme omgevingen, zoals hoge temperaturen, hoge vochtigheid, sterke elektromagnetische interferentie, enz., worden extreem hoge eisen gesteld aan de isolatieprestaties van de apparaten. Vertrouwend op zijn uitstekende isolatieprestaties, kunnen alumina keramische kralen effectief het optreden van storingen zoals elektrische lekkage en kortsluiting voorkomen. Zijn isolatieweerstand is maar liefst 10¹²Ω·cm, wat een miljoen keer hoger is dan die van gewone kunststoffen, waardoor apparaten zoals smartphones en nieuwe energievoertuigen nog steeds stabiel kunnen werken in extreme omgevingen.
(3) Poreuze keramische kralen
Materialen:Korundzand, siliciumcarbide, cordieriet, aluminiumoxide, diatomeeënaarde.
Kenmerken:Hoge open porositeit (kan meer dan 50% bedragen), bestand tegen hoge temperaturen en hoge druk, en bestand tegen zuur- en alkali-corrosie.
Toepassingen:Katalysatordragers, gas-/vloeistoffiltratie, pakking voor bioreactoren.
Voorbeeld: Poreuze siliciumcarbide keramische kralen kunnen bijvoorbeeld bij chemische reacties niet alleen de katalysator op hun poriënwanden laden, waardoor zeer efficiënte siliciumcarbide microreactoren ontstaan, maar ook effectief de reactiewarmte overbrengen en zo de voortgang van chemische reacties bevorderen. Vergeleken met metalen dragers of oxidedragers kunnen poreuze siliciumcarbide keramische kralen de stabiliteit van de katalysatorstructuur beter behouden, de levensduur van de katalysator verlengen, de reactie-efficiëntie en de zuiverheid van de producten verbeteren, wat brede toepassingsmogelijkheden biedt.