Gözenekli materiallar haqida qancha bilasiz?

G'ovakli materiallar tanangizdagi suyakdan tortib qahva qaynatgichingizdagi filtrgacha hamma joyda mavjud.

Lekin qanday qilib teshiklar bilan to'la narsa shunchalik muhim bo'lishi mumkin? Javob o'rtasidagi murakkab raqsda yotadi

qattiq materialning o'zi va uning ichidagi g'ovaklarning keng tarmog'i. Ushbu o'zaro ta'sir o'ziga xos xususiyatlarni yaratadi

tibbiyot, energiya saqlash va hatto kosmik tadqiqotlar kabi turli sohalarda inqilob qildi.

Kichkina cho'ntaklar, ko'rinmas tunnellar va mikroskopik bo'shliqlar bilan o'ralgan materialni tasavvur qiling. Bu nuqsonlar emas

- ular g'ovakli materiallarning o'ziga xos xususiyati va ular hayratlanarli sonning kalitini ushlab turadilar

turli sohalardagi yutuqlar.

Kosmonavtlar Xalqaro kosmik stansiyada qanday qilib toza havodan nafas olishlari haqida hech o'ylab ko'rganmisiz? Yoki qanday olimlar

engilroq, kuchliroq qurilish materiallarini yaratish mumkinmi? Javob sizni hayratda qoldirishi mumkin - bularning barchasi diqqatga sazovor narsalar bilan bog'liq

gözenekli materiallar dunyosi. Kichkintoyingizni bog'lang va keling, bu mo''jizalar ortidagi ajoyib ilm-fanni o'rganamiz!

Gözenekli materiallar nima?

Ularning mohiyatiga ko'ra, gözenekli materiallar shunchaki gözenekler bilan qoplangan materiallar - ularning tuzilishidagi kichik bo'shliqlar yoki bo'shliqlar.

Bu teshiklar mikroskopik nanometrlardan (metrning milliarddan bir qismi) kattagacha bo'lgan o'lchamlari bo'yicha keskin farq qilishi mumkin.

millimetr o'lchamdagi bo'shliqlar (metrning mingdan bir qismi). Hajmi, shakli va bu teshiklarning qanday bog'langanligi a

materialning xususiyatlarini aniqlashda hal qiluvchi rol o'ynaydi.

G'ovaklikning ikkita asosiy turini hisobga olish kerak:

*Ochiq hujayrali porozlik:

Shimgichni tasavvur qiling. Bu aslida ochiq hujayrali g'ovaklik.Teshiklar bir-biriga bog'langan bo'lib, suyuqliklarni olish imkonini beradi

ular orqali osongina oqishi uchun. Kofe filtrlari,ko'piklar va ayrim turdagi suyaklar ochiq hujayrali materiallarga misol bo'la oladi.

*Yopiq hujayrali porozlik:

Bu erda gözenekler bir-biriga bog'lanmagan, qattiq material ichidagi izolyatsiya qilingan pufakchalardir. O'ylab ko'ring a

pomza - teshiklar bilan to'la, lekin suv ular orasidan yura olmaydi. Polistirolli qadoqlash yerfıstığı va

ba'zi vulqon jinslari yopiq hujayrali materiallarga misol bo'la oladi.

Materialning g'ovakliligining turi va xususiyatlarini tushunib, olimlar va muhandislar loyihalashlari mumkin

maxsus ilovalar uchun materiallar. Bu qanday amalga oshirilishini keyingi bo'limda ko'rib chiqamiz!

Gözenekli materiallarning turlari

Dunyosigözenekli materiallarkeng va tabiiy va sintetik materiallarning keng doirasini o'z ichiga oladi.

Bu erda ularning kelib chiqishi yoki tarkibiga qarab tasniflangan eng keng tarqalgan turlarning ba'zilari haqida qisqacha ma'lumot:

Tabiiy gözenekli materiallar:

Tog' jinslari va minerallar:

Qumtosh, pemza va zeolitlar tabiiy ravishda paydo bo'lgan g'ovakli jinslarning ba'zi namunalaridir.

Ushbu materiallar filtrlashda, qurilish agregatlarida va hatto mushuk axlatida foydalanishni topadi

ularning turli xil g'ovak o'lchamlari va sirt maydonlari.

 

 

Biologik materiallar:

Suyak, yog'och va mantar o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan tabiiy gözenekli materiallardir. Masalan, suyak,

mustahkamlik va moslashuvchanlikni ta'minlaydigan murakkab ochiq hujayrali tuzilishga ega, yog'ochning g'ovakliligi esa imkon beradi

o'simliklarda suv va ozuqa moddalarini tashish uchun.

 

 

Sintetik gözenekli materiallar:

Polimerlar:

Poliuretan va polistirol kabi polimer ko'piklari qadoqlash, izolyatsiyalash uchun keng qo'llaniladi.

va havoni ushlab turadigan yopiq hujayrali tuzilishi tufayli amortizatsiya.

 

 

Poliuretan ko'pik

 

 

Seramika:

Ushbu muhandislik materiallari boshqariladigan gözenek tuzilishi bilan ishlab chiqilishi mumkin, bu ularni ideal qiladi

filtrlash membranalari, katalizatorlar va yonilg'i xujayralari kabi ilovalar.

Seramika filtrlash membranasi

 

Metallar:

G'ovakli metallar engil qurilish materiallari va biomedikal implantlar kabi sohalarda kuchayib bormoqda

ularning yuqori quvvat va vazn nisbati va g'ovakligini muayyan ehtiyojlar uchun moslash qobiliyati tufayli.

Gözenekli metall

Metall-organik ramkalar (MOF):

Ushbu dizaynerlik materiallari juda tartibli va sozlanishi gözenek tuzilishiga ega sintetik mo''jizalardir.

Ular gazni saqlash, ajratish va dori vositalarini etkazib berishda katta salohiyatga ega.

Metall organik ramka (MOF)

Ushbu g'ovakli materiallar biz g'ovakli materiallarning xilma-xil dunyosining namunasini eslatib o'tdik.

Gözenekli materiallarning xossalari

G'ovakli materiallardagi qattiq va bo'sh joyning noyob kombinatsiyasi ularga bir qator xususiyatlarni beradi

bu ularni turli ilovalarda qimmatli qiladi. Keling, ba'zi asosiy jismoniy, mexanik,

va gözenekli materiallarning kimyoviy xossalari:

Jismoniy xususiyatlar:

Zichlik:

Teshiklarning mavjudligi sababli, gözenekli materiallar, odatda, gözenekli bo'lmagan hamkasblariga qaraganda kamroq zichroqdir.

Bu ularni engil qiladi, bu aerokosmik muhandislik va qurilish kabi ilovalarda juda muhimdir.

Kamroq zichroq gözenekli material va zichroq g'ovak bo'lmagan material

 

* G'ovaklik foizi:

Bu qiymat material ichidagi bo'shliqlar hajmini uning umumiy hajmiga nisbatan ifodalaydi. Yuqori foiz ko'proq ochiq va o'zaro bog'langan gözenek tuzilishini ko'rsatadi.

* O'tkazuvchanlik:

Bu xususiyat materialning suyuqliklar (gazlar yoki suyuqliklar) teshiklaridan o'tishiga imkon berish qobiliyatini anglatadi. Teshik hajmi, shakli va ulanishi o'tkazuvchanlikka sezilarli ta'sir qiladi.

Mexanik xususiyatlari:

* Kuch:

Teshiklarning mavjudligi ba'zan materialning umumiy quvvatini kamaytirishi mumkin.

Biroq, gözeneklerin tuzilishini aqlli muhandislik bilan gözenekli materiallar yaratish mumkin

hayratlanarli kuch va vazn nisbati, bu ularni engil qurilishda qimmatli qiladi.

* Elastiklik:

Bu xususiyat materialning stress ostida qanchalik deformatsiyalanishi va qaytib kelishi mumkinligini aniqlaydi

uning asl shakli. G'ovaklik elastiklikka qarab murakkab yo'llar bilan ta'sir qilishi mumkin

material va g'ovak tuzilishi.

Kimyoviy xossalari:

*Reaktivlik:

Teshiklar tomonidan yaratilgan yuqori sirt maydoni ularni g'ovak bo'lmagan materiallarga nisbatan ko'proq reaktiv qilishi mumkin.

Bu kataliz kabi ilovalarda foydalidir, bu erda sirt maydoni ko'payib, kimyoviy reaktsiyalarga yordam beradi.

* Qarshilik:

Gözenekli materiallar ma'lum elementlar yoki kimyoviy moddalarga qarshilik ko'rsatish uchun moslashtirilishi mumkin. Masalan; misol uchun,ba'zi gözenekli keramika

mukammal issiqlikka chidamliligini namoyish etadi, bu ularni yuqori haroratli ilovalar uchun mos qiladi.

Ushbu xususiyatlarning o'zaro ta'sirini tushunib, olimlar va muhandislar g'ovakli materiallarni loyihalashlari mumkin

maxsus ehtiyojlar. Keyingi bo'limda biz ushbu materiallar turli sohalarda qanday ishlashini ko'rib chiqamiz!

Gözenekli materiallarning afzalliklari va qiyinchiliklari

Gözenekli materiallar turli sohalarda ularni qimmatli qiladigan noyob afzalliklar to'plamini taklif etadi. Bu erda asosiy afzalliklarni ko'rib chiqing:

* Yuqori sirt maydoni:

Teshiklarning murakkab tarmog'i kichik hajmda katta sirt maydoni hosil qiladi. Bu filtrlash, adsorbsiya va kataliz kabi jarayonlar uchun foydalidir, bu erda sirt maydonining oshishi material va suyuqliklar / gazlar o'rtasidagi o'zaro ta'sirni kuchaytiradi.

* Engil vazn:

Teshiklar mavjudligi sababli, gözenekli materiallar, odatda, gözenekli bo'lmagan hamkasblariga qaraganda engilroq. Bu aerokosmik muhandislik va yonilg'i tejaydigan transport vositalarida og'irlikni kamaytirish asosiy maqsad bo'lgan ilovalarda juda muhimdir.

*Boshqariladigan oqim xususiyatlari:

Teshiklarning o'lchami, shakli va ulanishi suyuqliklarning materialdan qanday oqishini boshqarish uchun moslashtirilishi mumkin. Bu aniq filtrlash, nazorat ostida dori yetkazib berish va gazni samarali ajratish imkonini beradi.

* Moslashuvchan xususiyatlar:

Keng assortimentdagi materiallar gözenekli bo'lishi mumkin va g'ovak tuzilishining o'zi o'ziga xos xususiyatlarga erishish uchun ishlab chiqilishi mumkin. Ushbu ko'p qirralilik olimlarga turli xil ilovalar uchun materiallarni loyihalash imkonini beradi.

Biroq, gözenekli materiallar ham ba'zi qiyinchiliklarga duch keladi:

* Kuch:

Teshiklarning mavjudligi materialning umumiy kuchini kamaytirishi mumkin. Buni yumshatish ehtiyotkorlik bilan loyihalash va qayta ishlash texnikasini talab qiladi.

* Sinish:

Teshiklar stress kontsentratsiyasi nuqtalari sifatida harakat qilishi mumkin, bu esa materialni yuqori bosim ostida yorilishga yoki sindirishga ko'proq moyil qiladi.

* Ishlab chiqarishning murakkabligi:

Kerakli gözenek tuzilishini yaratish murakkab bo'lishi mumkin va maxsus ishlab chiqarish texnikasini talab qiladi, bu esa xarajatlarni oshirishi mumkin.

Sinterlangan zanglamaydigan po'latdan yasalgan gözenekli materiallardan maxsus foydalanish

Sinterlangan zanglamaydigan po'latgözenekli materiallar o'ziga xos afzalliklarga ega bo'lgan g'ovakli materiallarning o'ziga xos turidir:

* Yuqori kuch va chidamlilik:

Sinterlash, ishlab chiqarish jarayoni zanglamaydigan po'latdan yasalgan zarralar o'rtasida mustahkam bog'lanish hosil qiladi, natijada mustahkam va uzoq muddatli material olinadi.

* Korroziyaga qarshilik:

Zanglamaydigan po'lat korroziyaga mukammal qarshilik ko'rsatadi, bu materiallarni qattiq muhitlar yoki suyuqliklarni o'z ichiga olgan ilovalar uchun ideal qiladi.
*Biomoslashuvchanlik: zanglamaydigan po'latning ma'lum navlari biologik mos keladi, ya'ni ular inson tanasiga xavfsiz tarzda joylashtirilishi mumkin. Bu filtrlar yoki suyak implantlari kabi biomedikal ilovalar uchun eshiklarni ochadi.

* Moslashtirilgan gözenek tuzilishi:

Sinterlangan zanglamaydigan po'latdan teshiklarning o'lchami va taqsimlanishi nazorat qilinishi mumkin, bu aniq filtrlash yoki suyuqlikni taqsimlash imkonini beradi.

Ushbu xususiyatlar sinterlangan zanglamaydigan po'latdan yasalgan gözenekli materiallarni turli xil ilovalarda qimmatli qiladi, jumladan:

* Filtrlash:

Ular sanoat filtrlarida keng qo'llaniladisuyuqliklar va gazlar, ayniqsa, yuqori quvvat va chidamlilikni talab qiladigan ilovalarda.

* Suyuqlikni taqsimlash:

Ularning boshqariladigan porozligi xromatografiya yoki yonilg'i xujayralari kabi jarayonlarda suyuqliklarni bir tekis taqsimlashga imkon beradi.

*Ovozsizlantiruvchilar:

Murakkab gözenek tuzilishi tovush to'lqinlarini samarali ravishda namlashi mumkin, bu ularni shovqinni kamaytirish dasturlarida foydali qiladi.

*Biyomedikal implantlar:

Muayyan navlarning biomoslashuvchanligi ularni suyak implantlari yoki dori vositalarini yuborish uchun mos qiladi.

Yuqori kuch, korroziyaga chidamlilik va sozlanishi mumkin bo'lgan gözenekli strukturaning kombinatsiyasi sinterlangan zanglamaydigan po'latdan yasalgan gözenekli materiallarni turli xil talab qilinadigan ilovalarda qimmatli aktivga aylantiradi.

Gözenekli materiallardan foydalanish: harakatdagi teshiklar dunyosi

Gözenekli materiallarning noyob xususiyatlari turli sohalarda keng qo'llanilishiga olib keldi.

Mana, bu teshik mo''jizalari qanday amalga oshirilganiga bir ko'z tashlang:

Sanoat ilovalari:

Filtrlash tizimlari:

Qahva filtrlaridan tortib yirik sanoat filtrlarigacha, gözenekli materiallar kerakli ajratish uchun zarurdir

aralashmaning tarkibiy qismlari. Ularning boshqariladigan gözenek hajmi ularga kiruvchi zarralarni ushlab turishga imkon beradi

kerakli suyuqlikning o'tishiga imkon beradi.

Kofe filtri

Katalizatorni qo'llab-quvvatlaydi:

Kimyoviy reaksiyalarda katalizatorlar jarayonni tezlashtiradi. Yuqori sirt maydoni bo'lgan gözenekli materiallar ta'minlaydi

turli sanoat jarayonlarida ularning samaradorligini maksimal darajada oshiruvchi ushbu katalizatorlar uchun platforma.

Kundalik foydalanish:

Izolyatsiya:

Shisha tolali yoki ko'pik kabi materiallarning teshiklari ichida joylashgan havo ajoyib izolyator vazifasini bajaradi,

uylarimizni qishda issiq, yozda salqin tutish.

 

Fiberglas izolyatsiyasi

Ovozni yutish:

Akustik panellar yoki ovoz o'tkazmaydigan ko'piklar kabi gözenekli materiallar qobiliyatga ega

tovush to'lqinlarini o'zlashtiradi, shovqinni kamaytiradi va tinchroq muhit yaratadi.

Akustik panel

Eng zamonaviy ilovalar:

Biotibbiyot muhandisligi:

Gözenekli materiallar bu sohada inqilob qilmoqda. Masalan, gözenekli iskala uchun ishlatiladi

to'qimalar muhandisligi, yangi hujayralar o'sishi uchun tuzilmani ta'minlash va gözenekli dori etkazib berish

tizimlar dori-darmonlarni boshqariladigan tarzda chiqarishi mumkin.

 

 

To'qimachilik muhandisligi uchun gözenekli iskala

Aerokosmik:

Aerokosmik muhandislikda engil, ammo kuchli materiallarga bo'lgan ehtiyoj juda muhimdir.

Yengilroq samolyot qismlarini yaratish uchun g'ovakli metallar o'rganilmoqda

kuchini yo'qotmasdan.

Bu faqat bir nechta misollar - gözenekli materiallarning qo'llanilishi haqiqatan ham xilma-xildir va

doimo rivojlanib boradi. Olimlar yangi va innovatsion materiallarni ishlab chiqishda davom etar ekan

boshqariladigan gözenek tuzilmalari, ulardan foydalanish imkoniyatlari, shubhasiz, kengayishda davom etadi!

Xulosa

Ushbu blog davomida biz o'rganib chiqqanimizdek, g'ovakli materiallar nafaqat ilmiy ma'lumotni hayratda qoldiradi

istiqbolli, lekin ayni paytda juda ko'p qirrali va sanoatning keng spektrida muhim.

Yog'och va suyak kabi organik materiallarning tabiiy shimgichligidan yuqori darajada ishlab chiqilgan g'ovaklikka qadar

keramika va metallarda bu materiallar kundalik mahsulotlarda va ilg'or texnologiyalarda muhim rol o'ynaydi

texnologiyalar bir xil.

Keling, g'ovakli materiallar bilan kashf qilish va innovatsiyalarni davom ettiraylik, yangi echimlarni oching va

dunyomizni o'zgartira oladigan imkoniyatlar. Maxsus gözenekli Sinterlangan zanglamas po'latdan yasalgan filtr, agar

Batafsil ma'lumotni bilmoqchi bo'lsangiz, iltimos, HENGKO bilan elektron pochta orqali bog'laning

ka@hengko.comyoki quyidagi shaklda.