Du laboratoire à la vie : comment les perles en céramique relient tout ?
(1) Billes en céramique résistantes à l'usure
Matériels:Zircone (ZrO₂), oxyde d'aluminium (Al₂O₃), carbure de silicium (SiC), nitrure de silicium (Si₃N₄).
Caractéristiques:Dureté élevée (par exemple, la dureté des billes de zircone est surpassée seulement par celle du diamant), forte résistance à l'usure et résistance aux températures élevées (les billes d'oxyde d'aluminium peuvent supporter des températures supérieures à 1500 °C).
Applications :Broyage et dispersion ultrafins dans des industries telles que les revêtements, les encres, les pesticides et les pâtes électroniques.
Par exemple, dans les broyeurs vrombissants d'une usine de revêtement, des billes de céramique en zircone entrent en collision des milliers de fois par seconde pour broyer des matières premières telles que des encres et des pesticides à l'échelle nanométrique. Dans un tel environnement, des billes de verre traditionnelles se briseraient en quelques heures, tandis que les billes de céramique peuvent rester aussi stables que le mont Tai et avoir une durée de vie de plusieurs années. Les données montrent que l'efficacité du broyage peut être augmentée de 300 % grâce à l'utilisation de billes de céramique, tandis que le coût est réduit de plus de moitié.
(2) Billes de céramique isolées
Matériels:Oxyde d'aluminium, talc, mullite, cordiérite, forstérite.
Caractéristiques:Résistance d'isolement élevée (>10¹²Ω·cm), résistance à haute tension, résistance à la corrosion.
Applications :Encapsulation de composants électroniques, isolation d'équipements haute tension, support d'intervalle pour fils et câbles.
Par exemple, les appareils électroniques tels que les smartphones et les véhicules à énergies nouvelles contiennent un grand nombre de circuits et de composants à haute tension et à courant élevé. Dans certains environnements extrêmes, comme les températures élevées, l'humidité élevée et les fortes interférences électromagnétiques, les exigences en matière d'isolation des appareils sont extrêmement élevées. Grâce à leurs excellentes performances d'isolation, les billes de céramique d'alumine préviennent efficacement les défauts tels que les fuites électriques et les courts-circuits. Leur résistance d'isolation peut atteindre 10¹²Ω·cm, soit un million de fois supérieure à celle des plastiques ordinaires, ce qui permet à des appareils tels que les smartphones et les véhicules à énergies nouvelles de fonctionner de manière stable dans des environnements extrêmes.
(3) Billes de céramique poreuses
Matériels:Sable de corindon, carbure de silicium, cordiérite, oxyde d'aluminium, diatomite.
Caractéristiques:Porosité ouverte élevée (peut atteindre plus de 50%), résistance aux hautes températures et hautes pressions, et résistance à la corrosion acide et alcaline.
Applications :Supports de catalyseurs, filtration gaz/liquide, garnissage pour bioréacteurs.
Exemple : Par exemple, lors de réactions chimiques, les billes de céramique poreuses en carbure de silicium peuvent non seulement charger le catalyseur sur leurs parois, formant ainsi des microréacteurs en carbure de silicium hautement performants, mais aussi transférer efficacement la chaleur de réaction, favorisant ainsi la progression des réactions chimiques. Comparées aux supports métalliques ou oxydes, les billes de céramique poreuses en carbure de silicium permettent de mieux maintenir la stabilité de la structure du catalyseur, d'en prolonger la durée de vie, d'améliorer l'efficacité de la réaction et la pureté des produits, offrant ainsi de vastes perspectives d'application.