國內氧化鋁泡沫陶瓷大板的現狀與前景展望

摘要:氧化鋁泡沫陶瓷過濾板是被廣泛應用于鋁及鋁合金鑄造行業的一種新型功能材料，它具有氣孔率高、耐高溫、耐腐蝕、比強度高等特點。本文結合過濾板市場的實際情況，對國內氧化鋁泡沫陶瓷過濾板的現狀與前景作了簡單闡述。

關鍵詞:氧化鋁;泡沫陶瓷;現狀;展望

1前 言

泡沫陶瓷材料最早于20世紀70年代由美國科學家利用氧化鋁和高嶺土等原料研制成功，是一種具有高溫特性的多孔材料[1]。我國對氧化鋁泡沫陶瓷的研究起步較晚，于20世紀80年代初才開展。泡沫陶瓷作為第三代多孔過濾陶瓷，以其密度小、氣孔率高、耐高溫、比強度高、耐腐蝕等優良特性被廣泛應用于金屬熔液過濾、隔熱隔音材料、汽車尾氣處理、電工電子領域、醫用材料領域以及生物化學等領域[2-3]。它制造工藝簡單，通過選擇不同的材質，并控制加工工藝過程，可以制成適合于不同用途的泡沫陶瓷產品。

氧化鋁泡沫陶瓷是使用最早的一類泡沫陶瓷，也是泡沫陶瓷三大類(氧化鋁、碳化硅、氧化鋯)的一個重要分支，被廣泛使用于鋁及其合金鑄造行業。目前，隨著鋁及鋁合金制品性能要求的不斷提高，對于鋁液過濾也提出了新的要求，要求鋁液具有純度高、浮雜少、鋁液流速平緩等良好的澆鑄特性，以使澆鑄出的鋁制品具備優秀的理化性能和機加工性能，從而滿足更苛刻的使用條件，并延長鋁制品的使用壽命。

2氧化鋁泡沫陶瓷的發展現狀

2.1 產品規格

泡沫陶瓷大板一般指300mm×300mm×30mm以上規格的過濾板，當今市場上銷售較多的幾種規格有長寬尺寸均為12inch、15inch、17inch、20inch和23inch等，厚度有30mm、40mm和50mm等。依托現有泡沫陶瓷的生產技術，國內廠家都可根據客戶要求生產出不同規格和形狀的過濾板。

2.2 生產廠家及其分布情況

目前，國內以泡沫陶瓷大板為主要產品、具有一定規模的生產廠家近20家，其中主要分布在華中、華東、華南地區，大致分布為:廣東2家、福建1家、山東2家、天津1家、北京2家、山西1家、江西3家、江蘇3家和浙江2家。這些廠家生產的過濾板大都在國內銷售，出口較少。

2.3 產品質量

國內氧化鋁泡沫陶瓷產品質量參差不齊，產品質量的差距主要體現在過濾板表面裂紋、產品強度、網孔均勻性以及尺寸偏差等方面，質量較好的過濾板具有產品強度高、表面無裂紋、網孔均勻、尺寸偏差小等特點。國內質量好的過濾板與國外產品相比差距不大，主要是在產品外觀上存在一定不足，如網絲不夠粗、表面不夠光滑等，還有就是產品穩定性不如國外控制得好。

2.4 產品銷售情況

國內廠家生產的過濾板主要是滿足國內各鋁廠的需求，現在國內鋁廠基本都采用過濾板凈化鋁液，從而達到提高鋁制品合格率及性能的目的。我國是鋁制品的生產大國，鋁制品產量一直居于世界第一，但主要以中低端產品為主。隨著市場需求的不斷擴大，鋁制品必定要走向高端化，泡沫陶瓷過濾板的使用可提高鋁制品的質量，提高產品檔次，使之滿足高端市場的要求。因此，對過濾板的需求將不斷增加，其市場也將變得廣闊。

2.5 生產工藝現狀

國內泡沫陶瓷生產普遍采用的是有機前驅體浸漬法，由于該法操作簡便、設備投入少、生產易于控制，并且能實現批量生產，因此得到了廣泛運用。雖然每個廠家生產的具體情況有所不同，但大致工藝過程及所需控制的工藝技術點都是一樣的。該制備方法主要有三個關鍵因素:一是海綿的選擇及控制;二是原料的配比;三是燒成的控制。

3前景展望

3.1 生產工藝展望

隨著有機前驅體浸漬法制備泡沫陶瓷工藝的不斷成熟，以及國內生產廠家的不斷研發創新，泡沫陶瓷生產工藝將朝著科技化、自動化的方向發展。例如原料配料將朝著攪拌球磨的方式發展，這樣制備的漿料均勻性較好;干燥將向微波干燥方式發展，該方法具有節約能源、干燥快速、均勻的特點;燒成將向輥道窯燒成方式轉變，因輥道窯具有內部氣氛和溫度均勻、產量大等特點，有利于提高產品質量。這些工藝在國外已經比較成熟，也是國內目前要引進吸收和消化的。

另外，利用陶瓷廢料生產泡沫陶瓷也是未來發展的重要方向，符合現在提倡的資源節約、環境友好型生產的可持續發展方針。侯來廣[4]等已經報道了陶瓷廢料在多孔陶瓷制備中的應用，并列舉實例說明了其必要性和可行性。

3.2 產品質量展望

隨著先進生產工藝與設備的引進，氧化鋁泡沫陶瓷過濾板的產品質量將逐步得以提高，并朝著產品規格越來越大、網孔越來越小、成本越來越低及產品強度越來越高的方向發展。這些都是對鋁及鋁合金廠家提出的要求，也是未來市場提出的要求。

3.3 產品銷售展望

目前，國內過濾板出口還很少。但未來幾年，隨著國內泡沫陶瓷市場競爭的加劇，開拓國外市場將成為國內廠家的新方向，尤其是中東、非洲、南美等發展中地區的市場將成各廠家爭相開發的目標，過濾板的出口銷量也將隨之增大。

4結 語

(1) 隨著對鋁制品質量要求的不斷提高，氧化鋁泡沫陶瓷大板以其優良的過濾性能，其應用前景將更加廣闊，同時競爭也將更加激烈;

(2) 氧化鋁泡沫陶瓷的生產工藝將在現有的基礎上得到進一步的發展，尤其是配料、干燥與燒成工藝將逐步與國外對接;

(3) 氧化鋁泡沫陶瓷大板的出口量將在未來幾年內持續增加，產品質量也將逐漸提升，向著網孔小、尺寸偏差小、產品強度高的方向發展;

(4)利用陶瓷廢料制備氧化鋁泡沫陶瓷將成為未來幾年的重要發展方向;

(5) 開發氧化鋁泡沫陶瓷的新用途，如在污水處理等方面的應用，也是氧化鋁泡沫陶瓷未來發展的方向。

參考文獻

[1] Zhu Xinwen，Jiang Dongliang，Tan Shouhong，et al.Improvement in the thickness of reticulatedporous ceramics[J].J.Am Ceram Soc，2001，84(7):1654-1656.

[2] 張守梅，曾令可.環保吸聲材料的發展及展望[J].陶瓷學報，2002，23(1):56～60.

[3] 李小龍.多孔陶瓷材料[J].中國陶瓷，2000，36(4):36-39.

[4] 侯來廣，劉艷春，曾令可等.陶瓷廢料在功能性多孔陶瓷制備中的應用[J].佛山陶瓷，2009，8:1-4.