Del laboratorio a la vida: ¿Cómo las perlas de cerámica conectan todo?
(1) Perlas de cerámica resistentes al desgaste
Materiales:Zirconia (ZrO₂), óxido de aluminio (Al₂O₃), carburo de silicio (SiC), nitruro de silicio (Si₃N₄).
Características:Alta dureza (por ejemplo, la dureza de las perlas de zirconia es superada solo por la del diamante), fuerte resistencia al desgaste y resistencia a altas temperaturas (las perlas de óxido de aluminio pueden soportar temperaturas superiores a 1500 °C).
Aplicaciones:Molienda ultrafina y dispersión en industrias como recubrimientos, tintas, pesticidas y pastas electrónicas.
Por ejemplo, en los rugientes molinos de una fábrica de recubrimientos, las perlas de cerámica de zirconio colisionan miles de veces por segundo para moler materias primas como tintas y pesticidas a escala nanométrica. Las perlas de vidrio tradicionales se romperían en pocas horas en un entorno así, mientras que las perlas de cerámica pueden permanecer tan estables como el Monte Tai y tener una vida útil de varios años. Los datos muestran que la eficiencia de molienda puede aumentarse en un 300 % al utilizar perlas de cerámica, a la vez que el coste se reduce a más de la mitad.
(2) Perlas de cerámica aisladas
Materiales:Óxido de aluminio, talco, mullita, cordierita, forsterita.
Características:Alta resistencia de aislamiento (>10¹²Ω·cm), resistencia a alto voltaje, resistencia a la corrosión.
Aplicaciones:Encapsulamiento de componentes electrónicos, aislamiento de equipos de alta tensión, soporte de intervalos para cables y alambres.
Por ejemplo, en dispositivos electrónicos como teléfonos inteligentes y vehículos de nuevas energías, existe una gran cantidad de circuitos y componentes con alto voltaje y alta corriente en su interior. Especialmente en entornos extremos, como altas temperaturas, alta humedad e interferencias electromagnéticas, se imponen requisitos extremadamente altos para el rendimiento de aislamiento de los dispositivos. Gracias a su excelente rendimiento de aislamiento, las perlas de cerámica de alúmina pueden prevenir eficazmente la aparición de fallos como fugas eléctricas y cortocircuitos. Su resistencia de aislamiento alcanza los 10¹²Ω·cm, un millón de veces superior a la de los plásticos convencionales, lo que permite que dispositivos como teléfonos inteligentes y vehículos de nuevas energías sigan funcionando de forma estable en entornos extremos.
(3) Perlas de cerámica porosas
Materiales:Arena de corindón, carburo de silicio, cordierita, óxido de aluminio, diatomita.
Características:Alta porosidad abierta (puede alcanzar más del 50%), resistencia a altas temperaturas y altas presiones y resistencia a la corrosión ácida y alcalina.
Aplicaciones:Portadores de catalizador, filtración gas/líquido, empaque para biorreactores.
Ejemplo: Por ejemplo, en reacciones químicas, las perlas cerámicas porosas de carburo de silicio no solo cargan el catalizador en sus paredes porosas, formando microrreactores de carburo de silicio altamente eficientes, sino que también transfieren eficazmente el calor de reacción, lo que promueve el progreso de las reacciones químicas. En comparación con los portadores metálicos o de óxido, las perlas cerámicas porosas de carburo de silicio mantienen mejor la estabilidad de la estructura del catalizador, prolongan su vida útil, mejoran la eficiencia de la reacción y la pureza de los productos, lo que presenta amplias posibilidades de aplicación.