ประวัติการพัฒนาเมมเบรนเซรามิก

ตลอดระยะเวลากว่าร้อยปีที่ผ่านมาของการพัฒนาอุตสาหกรรม นวัตกรรมวัสดุที่ต่อเนื่องสำหรับเมมเบรนเซรามิกไม่ใช่การแสดงความสามารถทางการตลาดที่ว่างเปล่า แต่เป็นความก้าวหน้าตามธรรมชาติที่ขับเคลื่อนโดยความต้องการของอุตสาหกรรมในทางปฏิบัติ บทความนี้จะทบทวนการเดินทางของการพัฒนาของเมมเบรนเซรามิกโดยย่อในสี่ขั้นตอนสำคัญ ได้แก่ การสำรวจวัสดุหลายชนิด การแพร่หลายของเมมเบรนอลูมินา การพัฒนาอุตสาหกรรมภายในประเทศ และการทำซ้ำทางเทคโนโลยีของเมมเบรนซิลิคอนคาร์ไบด์

1. ต้นกำเนิดทางการทหาร: การวิจัยและพัฒนาเบื้องต้นสำหรับการใช้งานการแยกแบบพิเศษ (ทศวรรษ 1940)

เมมเบรนเซรามิกไม่ได้ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อการบำบัดน้ำแต่เดิมเพื่อการแยกก๊าซไอโซโทปในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ ในตอนนั้น ภาคส่วนนี้ต้องการตัวพาอย่างเร่งด่วนโดยมีคุณสมบัติทางเคมีกายภาพที่เสถียร ความเฉื่อยทางเคมี ขนาดรูพรุนที่ละเอียดมาก ความสมบูรณ์ของโครงสร้างที่แข็งแกร่ง และความสามารถในการให้บริการระยะยาวภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรง ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่ตอบสนองได้อย่างสมบูรณ์แบบด้วยเมมเบรนเซรามิก

ในระยะเริ่มแรกนี้ เมมเบรนเซรามิกยังคงเป็นวัสดุพิเศษเฉพาะในห้องปฏิบัติการเท่านั้น โดยมีการควบคุมขนาดรูพรุนอย่างหยาบและความแม่นยำในการแยกสารต่ำ ทำให้ไม่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการบำบัดน้ำในเฟสของเหลวทางอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม พวกเขาได้วางรากฐานทางเทคนิคหลักในด้านความเสถียรและความต้านทานการกัดกร่อนสำหรับเทคโนโลยีเมมเบรนเซรามิกที่ตามมา

2. การเกิดขึ้นของเมมเบรนเซรามิกอลูมินา: บรรลุความก้าวหน้าครั้งแรกในการบำบัดน้ำอุตสาหกรรม (ช่วงปี 1960-1990)

ด้วยแรงผลักดันจากการขยายตัวทางอุตสาหกรรมทั่วโลกอย่างรวดเร็ว ความต้องการที่เพิ่มขึ้นในการทำให้ของเหลวใสและการแยกวัสดุได้เกิดขึ้นทั่วทั้งภาคส่วนอาหาร เครื่องดื่ม และเคมีขั้นพื้นฐาน ตัวกรองแบบเพลทและเฟรมและกระดาษกรองแบบทั่วไปประสบปัญหาความแม่นยำในการกรองที่ไม่เพียงพอและการเปรอะเปื้อนอย่างหนัก ทำให้เกิดความต้องการทั่วทั้งอุตสาหกรรมสำหรับตัวกลางการกรองอนินทรีย์ที่นำกลับมาใช้ใหม่และทำความสะอาดได้ สิ่งนี้ทำให้เกิดแผ่นกรองอัลตราฟิลเตรชันแบบเซรามิก

หลังจากการเปรียบเทียบทางวิศวกรรมของวัสดุอนินทรีย์หลายชนิด อลูมินากลายเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมโยธา แม้ว่าจะไม่ใช่วัสดุอนินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดที่มีอยู่ แต่ก็มีข้อได้เปรียบในการผลิตจำนวนมากที่โดดเด่น: ปริมาณสำรองแร่อะลูมิเนียมที่อุดมสมบูรณ์และต้นทุนวัตถุดิบต่ำ เทคโนโลยีการเผาผนึกที่อุณหภูมิต่ำที่เติบโตเต็มที่ การสร้างมาตรฐานผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปในระดับสูง ประสิทธิภาพทางเคมีกายภาพที่สมดุลภายใต้สภาวะการทำงานปกติ และค่าใช้จ่ายการผลิตและการบำรุงรักษาตลอดอายุการใช้งานที่ควบคุมได้ ข้อดีเหล่านี้ทำให้ใช้งานได้อลูมินาเมมเบรนเพื่อตอบสนองความต้องการการกรองขั้นพื้นฐานทางอุตสาหกรรมเพื่อความเสถียรและการนำกลับมาใช้ใหม่ ทำให้เมมเบรนชนิดนี้เป็นเมมเบรนเซรามิกชนิดแรกที่บรรลุผลการใช้งานทางอุตสาหกรรมเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่

3. การพัฒนาอุตสาหกรรมภายในประเทศ: การผลิตเมมเบรนเซรามิกอลูมินาในประเทศจำนวนมากโดยอิสระ (ต้นปี 2000)

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 21 ความต้องการการกรองทางอุตสาหกรรมในประเทศเพิ่มขึ้น แต่ตลาดเมมเบรนเซรามิกอลูมินากลับถูกผูกขาดโดยซัพพลายเออร์จากต่างประเทศ เมมเบรนที่นำเข้ามีต้นทุนสูงและการสนับสนุนหลังการขายที่ช้า ทำให้เกิดความต้องการเร่งด่วนในอุตสาหกรรมในการทดแทนเมมเบรนอนินทรีย์ในประเทศ สถาบันวิจัยและผู้ผลิตในประเทศร่วมมือกันในการพัฒนานวัตกรรมทางเทคนิค ซึ่งช่วยให้สามารถผลิตเมมเบรนเซรามิกอลูมินาที่ผลิตเองจำนวนมากโดยอิสระ

การผลิตเฉพาะที่ช่วยลดต้นทุนการใช้เมมเบรนเซรามิกสำหรับการบำบัดน้ำแบบเดิมได้อย่างมาก ทำให้องค์กรต่างๆ ในวงกว้างสามารถเข้าถึงการกรองอนินทรีย์ได้ นอกจากนี้ยังส่งเสริมห่วงโซ่อุตสาหกรรมในประเทศที่เติบโตเต็มที่สำหรับเมมเบรนเซรามิก และสั่งสมองค์ความรู้ด้านกระบวนการที่สำคัญ เพื่อสนับสนุนการวิจัยและพัฒนาวัสดุระดับไฮเอนด์ในภายหลัง

อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพหลักยังคงมีอยู่ เยื่ออลูมินาในประเทศต้องเผชิญกับการทำงานที่มั่นคงในระยะยาวภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยควบคู่กันไป รวมถึงความเค็มสูง อุณหภูมิที่สูงขึ้น และสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด/ด่างแก่ซึ่งแพร่หลายในอุตสาหกรรมพลังงานใหม่และเคมีภัณฑ์ในทะเลสาบน้ำเค็ม ทำให้ตลาดระดับไฮเอนด์ถูกครอบงำโดยวัสดุเมมเบรนชนิดพิเศษที่นำเข้า

4. เมมเบรนเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์: โซลูชันที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษสำหรับสภาวะการทำงานที่หนักหน่วง (ทศวรรษที่ผ่านมา)

ในช่วงสิบปีที่ผ่านมา แบตเตอรี่ลิเธียมที่กำลังเฟื่องฟู การสกัดลิเธียมในทะเลสาบเกลือ และอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ได้สร้างน้ำเสียโดยมีสภาวะที่รุนแรง 5 ประการด้วยกัน ได้แก่ ความเค็มสูง อุณหภูมิสูง ความเป็นกรด/ด่างสูง ปริมาณสารอินทรีย์สูง และการโหลดอนุภาคของแข็งสูง

อลูมินาดำเนินการได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะมาตรฐาน แต่ต้องเผชิญกับการลดลงอย่างรวดเร็วในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง โดยไม่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้ผลิตสำหรับการผลิตต่อเนื่องโดยมีเวลาหยุดทำงานน้อยที่สุด สิ่งนี้ทำให้เกิดช่องว่างในการจัดหาที่โดดเด่นสำหรับเมมเบรนอนินทรีย์ชนิดพิเศษประสิทธิภาพสูง

โดยมุ่งเป้าไปที่ความต้องการที่ไม่ได้รับการตอบสนองสำหรับการใช้งานในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เทคโนโลยีการเผาผนึกอุณหภูมิสูงขั้นสูงของอุตสาหกรรมเพื่อเปิดตัวเจเนอเรชั่นถัดไปเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์เมมเบรน การรักษาข้อดีหลักทั้งหมดของเมมเบรนอนินทรีย์ ได้แก่ อายุการใช้งานยาวนาน ความน่าเชื่อถือสูง การสกัดกั้นสารแขวนลอยอินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพ และความสามารถในการทำความสะอาดที่ทำซ้ำได้ เมมเบรน SiC มีโครงสร้างรูพรุนผลึกที่เหนือกว่าที่รองรับคุณภาพน้ำที่รุนแรงที่ซับซ้อนทุกประเภท ชดเชยข้อจำกัดในการปฏิบัติงานของอลูมินาอย่างเต็มที่ภายใต้สภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง

Semicorex ให้คุณภาพสูงเมมเบรนแผ่นแบนซิลิคอนคาร์ไบด์ทรายเยื่อหุ้มท่อ. หากคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการข้อมูลเพิ่มเติม โปรดติดต่อเรา

โทรศัพท์ติดต่อ # +86-13567891907

อีเมล์: sales@semicorex.com