Cerámica porosa

La cerámica se realiza dando forma a una mezcla de polvos no metálicos como circonio y alúmina y endureciéndolos a temperaturas elevadas en un horno de horno. Este método crea formas excepcionalmente finas y complejas mientras se mantiene una alta resistencia al calor y la corrosión. También tienen propiedades de aislamiento eléctricas excepcionalmente buenas y nunca se corroen o se oxidan. La cerámica puede ser tan dura como los diamantes, pero a diferencia de los diamantes, se pueden moldear en cualquier forma deseada antes del proceso de disparo. Las piezas industriales como las herramientas y los rodamientos de corte y pulido, las piezas electrónicas, como los aisladores de cerámica y el IC, así como los dispositivos médicos, como las dentaduras postizas, son algunas aplicaciones de este material versátil.

Si bien se conoce ampliamente como cerámica porosa, esta categoría de materiales abarca una amplia variedad de sustancias y estructuras. La cerámica porosa puede estar hecha de alúmina, sílice, circonio y muchos otros materiales, y los tamaños de poros pueden variar mucho, de unos pocos Angstroms (Å) a varios cientos de micrómetros (μm).

Estos materiales tienen la misma resistencia, rigidez, resistencia al calor y estabilidad química que la cerámica convencional, pero son mucho más ligeras porque tienen una gran cantidad de poros que están llenos de aire. Los poros también hacen que la capacidad de calor y la conductividad térmica sean extremadamente pequeñas.

Los poros dentro de estos materiales se pueden conectar juntos (estructura de poro abierto) o cerrados y dispersos independientemente (estructura de poro cerrado). Algunas cerámicas porosas cuentan con una mezcla aleatoria de poros abiertos y cerrados, mientras que otros tienen poros que están alineados linealmente. El tamaño de los poros, la configuración y la porosidad (el número de poros en un área determinada) se puede controlar para adaptarse a una amplia gama de necesidades funcionales.

La tierra de zeolita y diatomeas son ejemplos de materiales porosos que ocurren naturalmente. Las estructuras porosas en forma de panal utilizadas en los catalizadores, y la apatita utilizada en dientes y huesos artificiales son algunos ejemplos de estructuras porosas sintéticas.

Debido a su rigidez y alta estabilidad estructural, y debido a que el aire puede fluir a través de los poros, las cerámicas porosas se utilizan para hacer un empaque de vacío para que los equipos electrónicos tengan componentes electrónicos y obleas de semiconductores en su lugar durante el procesamiento. La cerámica para el embalaje de vacío se puede hacer muy plana y suave a través de técnicas de pulido especiales y son indispensables para mantener los componentes firmemente en su lugar durante el procesamiento de precisión. Además, en lugar de la succión, el aire se puede sacar de la cerámica porosa para levitar ligeramente los componentes de la superficie para que puedan transportarse fácilmente.

Debido a su alta resistencia y bajo peso, la cerámica se puede utilizar para hacer que los equipos y los edificios sean más ligeros. Debido a que son tolerantes al alto calor, la cerámica se puede usar en y alrededor de equipos y procesos que alcanzan temperaturas elevadas. La cerámica también puede absorber repetidamente agua y secarse. Se pueden usar como mosaicos de control de humedad en proyectos de construcción.

Lavado a presión o limpieza de vapor
El lavado a presión o la limpieza de vapor es una técnica efectiva para eliminar cantidades brutas de un contaminante como un paso de limpieza inicial, independientemente del contaminante, después de la eliminación del servicio. Sugerimos comenzar con 1.5 veces la presión de funcionamiento.

Descarga
Un proceso de descarga inversa utiliza retroceso de gas o retrolavado líquido incorporado en el proceso de limpieza, o se usa en una configuración de limpieza separada, para eliminar los contaminantes. Este proceso utiliza pulsos de fluido en una descarga inversa como un método efectivo para desalojar contaminantes.

Empabante y enjuague
El método de remojo y descarga es una técnica simple pero efectiva en muchas aplicaciones donde los contaminantes de partículas no se alojan en lo profundo de la estructura de los poros o donde hay orgánicos que se pueden desglosar al sumergirse en un solvente o detergente.
El fregado y el cepillado mecánicos se pueden combinar con esta técnica para eliminar los contaminantes de la superficie.

Limpieza ultrasónica
Si las partículas se arrastran dentro de la profundidad de la estructura de poros, la limpieza ultrasónica puede ser la mejor manera de limpiar la cerámica porosa. Si hay un solvente o agente de limpieza para el contaminante, se recomienda enjuagar con el solvente antes de la limpieza ultrasónica.

Incineración
Si el contaminante es combustible (generalmente orgánico), puede eliminarse por agotamiento del horno en condiciones controladas. En general, los orgánicos se agotaron a temperaturas de 570 ℉ a 750 ℉ (300 grados a 400 grados). La temperatura máxima para la cerámica de alúmina porosa unida por vidrio es de 1470 ℉ (800 grados). La duración del ciclo de agotamiento puede durar hasta varias horas, dependiendo del tamaño de la pieza y del equipo.

Si el contaminante se basa en minerales, entonces disparar a una temperatura más alta (900 ℉ +) puede afectar la composición química de la cerámica. Después de la incineración, se debe hacer una limpieza y/o enjuague ultrasónicos para eliminar los subproductos de combustión y las partículas.

Soluciones de limpieza
Las soluciones de limpieza pueden ser importantes para obtener resultados de limpieza óptimos y pueden combinarse con las técnicas de limpieza mencionadas anteriormente. El objetivo es recoger el contaminante de los poros, suspenderlo en el detergente y luego descargarlo. La solución de limpieza o el detergente se elige en función del tipo de contaminante.

Para contaminantes orgánicos, los limpiadores cáusticos generalmente funcionan mejor, además de solventes, jabones y detergentes. En el caso de una mezcla de contaminantes, use cáustos para eliminar los aceites, luego los limpiadores ácidos para eliminar los depósitos de escala y minerales.

Para los contaminantes biológicos, puede usar agentes oxidantes como clorox blanqueador y peróxido, además de limpiadores ácidos y cáusticos. Para los residuos de proteínas y alimentos, hay agentes de limpieza disponibles comercialmente.

Enjuague
Con cualquiera de estos métodos de limpieza, el paso final debe enjuagarse con agua limpia. Dependiendo de la aplicación y el tamaño de los poros, se puede requerir agua filtrada. Se requiere un enjuague exhaustivo para eliminar los contaminantes, pero también para eliminar la solución de limpieza residual que podría afectar negativamente la aplicación.