4 Porenbildungsprozesse für keramische Zerstäuberkerne von E-Zigaretten

Der Kern des keramischen Zerstäuberkerns für elektronische Zigaretten ist ein poröses keramisches Material, auch bekannt als poröse Funktionskeramik, die zu einer neuen Art von keramischem Material gehört.

Es wird nach der Formgebung bei hoher Temperatur gesintert und hat eine große Anzahl miteinander verbundener oder geschlossener Poren im Körper. Es hat die Vorteile der Hochtemperaturbeständigkeit, der Korrosionsbeständigkeit und der hohen chemischen Stabilität herkömmlicher Keramiken und weist darüber hinaus die Eigenschaften einer großen spezifischen Oberfläche, einer geringen Dichte, einer einstellbaren Porengrößenverteilung usw. auf.

1. Porenbildner-Methode

Die Porenbildner-Methode ist die am häufigsten angewandte Methode, bei der den keramischen Bestandteilen flüchtige oder brennbare Porenbildner zugesetzt werden, die sich bei hohen Temperaturen verflüchtigen oder ausbrennen und so Poren im Keramikkörper hinterlassen.

Zu den üblichen porenbildenden Mitteln gehören organische Harzkügelchen, organische Fasern, Kohlenstofffasern, Kohlenstoffpulver, Stärke, Sägemehl, Polymethylmethacrylat, Methylcellulose, usw.

 2. Partielles Sinterverfahren

Das so genannte partielle Sinterverfahren bezieht sich darauf, dass die Pulverteilchen bei hoher Temperatur durch Diffusion oder Verdampfungsgerinnung miteinander verbunden werden, wobei jedoch keine vollständige Verdichtung erreicht wird, sondern sich zwischen den Teilchen eine gleichmäßige poröse Struktur bildet.

Die Porosität der mit dieser Methode hergestellten porösen Keramik beträgt im Allgemeinen weniger als 50 %, und die Teilchen sind 2-5 mal größer als die Porengröße. Sie werden hauptsächlich für Molekularsiebe, Wasserreinigungsmembranen usw. verwendet.

3. Schablonensubstitutionsverfahren

Bei der Schablonensubstitutionsmethode, die auch als Imprägnierungsmethode für organischen Schaum bekannt ist, wird zunächst der organische Schaum (in der Regel schwammiges Polyurethan) mit dem vorbereiteten keramischen Schlamm imprägniert, dann wird die organische Substanz gebrannt und der keramische Körper gesintert, um poröse keramische Produkte zu erhalten.

Anstelle der keramischen Aufschlämmung kann auch Sol-Gel oder eine kolloidale Lösung zum Tauchen und Beschichten des organischen Schaums verwendet werden.

Dieses Verfahren hat die Vorteile eines einfachen Prozesses, eines bequemen Betriebs, keiner komplexen Ausrüstung und geringer Vorbereitungskosten. Es ist eine wirksame, wirtschaftliche und praktische Methode zur Herstellung poröser Keramik mit hoher Porosität (70-95 %).

4. Direktes Aufschäumverfahren

Bei der Methode des direkten Aufschäumens wird eine dispergierte Gasphase in einer Keramiksuspension erzeugt, die im Allgemeinen aus keramischen Materialien, Wasser, Bindemittel, Tensid und Geliermittel besteht. Mit diesem Verfahren wurden poröse Keramiken wie Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid hergestellt, wobei die Porosität zwischen 20 und 80 % liegen kann.

Der deutsche Forscher Suelenbarg beispielsweise dispergierte Alkane in einer keramischen Aufschlämmung, fügte Dispergiermittel hinzu, damit die Alkane eine gleichmäßige und stabile Lotion bildeten, und stellte schließlich poröse Aluminiumoxidkeramikfilter mit einer Porosität von bis zu 90 % her.

 
Vergleich der vier Methoden

Unter ihnen ist die Anwendung relativ erfolgreich, und die Forschung ist aktiver, indem sie flüchtige oder brennbare porenbildende Mittel zu den keramischen Bestandteilen hinzufügt und diese porenbildenden Mittel verwendet, um sich zu verflüchtigen oder bei hohen Temperaturen auszubrennen, um Poren im Keramikkörper zu hinterlassen. Je nach Porengröße lassen sich die Keramiken in 1000 μ M bis zu einigen zehn Mikrometern, 0,3~30 μ M mikroporöse Produkte und 0,3 μ M bis zu einigen Nanometern ultra-mikroporöse Produkte unterteilen. Je nach Porenbildungsmethode und Hohlraum können poröse Keramiken in Schaumkeramiken, Wabenkeramiken und körnige Keramiken unterteilt werden, und ihre entsprechende Porosität ist wie folgt:

Die Aufbereitungstechnologie hat unterschiedliche Auswirkungen auf die genaue Steuerung der porösen Keramikstruktur, einschließlich der Größe, Form und Verteilung der Porengröße. Die Verbindungsstärke zwischen den Aggregatteilchen bestimmt die Festigkeit der porösen Keramik, und das Verhältnis zwischen Porosität und Festigkeit muss vernünftig koordiniert werden.

Poröse Keramiken haben aufgrund ihrer hohen Porosität, geringen Dichte und niedrigen Wärmeleitfähigkeit einen hohen Wärmewiderstand und eine geringe Wärmekapazität. Poröse keramische Werkstoffe finden breite Anwendung in der Metallurgie, der chemischen Industrie, dem Umweltschutz, der Energie, der Biologie und anderen Bereichen. Neben der Isolierung von Space Shuttle-Hüllen, Raketenköpfen, Filtern usw. spielen sie auch im Bereich des elektronischen Rauchs eine große Rolle.

Der keramische Zerstäuberkern ist derzeit die Standardkonfiguration für hochwertigen elektronischen Rauch. Er besteht aus einer porösen Keramikstruktur mit einer Öffnung im Mikron- oder Submikronbereich, die allgemein als mikroporöser keramischer Zerstäuberkern bezeichnet wird. Neben dem Zerstäuberkern gibt es auch eine Art keramisches Ölführungsrohr, das ebenfalls aus poröser Keramik besteht.