碳化硅陶瓷是從20世紀60年代開始發展起來的一種先進陶瓷材料,之前多用于機械磨削和耐火材料領域。不過由于具備高導熱、耐酸堿腐蝕特性,碳化硅被業內認為是最佳的腐蝕換熱材料,因此近年來在應用上也得到了擴展,比如說微反應器就是一個典型代表。
微反應器,即微通道反應器,系利用精密加工技術制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之間的微型反應器,微反應器的“微”表示工藝流體的通道在微米級別,而不是指微反應設備的外形尺寸小或產品的產量小——由于微反應器中可以包含有成百萬上千萬的微型通道,因此可實現很高的產量。
一般比表面積越大,設備的移熱能力就越強,微反應器最大的意義就是可以迅速換熱,尤其是在化工工藝中。比如說酸堿中和反應,工廠里用燒堿中和硫酸的操作可能需要半個小時到一個小時的時間,實際上這個反應很快,大概在毫秒級。不過這個反應放熱,必須要把熱量移走,因此為了避免溶液升溫甚至沸騰,只能根據反應釜的移熱能力一點一點添加燒堿。但利用微反應器進行操作就不一樣了,由于微反應器內的通道細小且多,它可以瞬間把反應熱移走,節省大量操作時間,讓一些放熱非常強的反應也可以安全快速地進行,因此成為危險化學反應的首選。
碳化硅微反應組件(來源:三責新材)
總之,二者的強強聯合,使碳化硅微反應器成為化工領域國際國內研究的熱點,也將為化學反應帶來新的價值和增長點。然而,碳化硅陶瓷要應用于微通道反應器并表現出良好的換熱能力,就必須要在保證強度的基礎上提高陶瓷顯微結構的均勻性,盡可能降低缺陷,因此它的制備工藝是其能否成功應用的關鍵。
若您對碳化硅陶瓷在連續流微通道反應器中的應用感興趣,歡迎來到9月16~18日于廣州保利世貿博覽館6號館舉辦的“廣州CAC國際先進陶瓷產業鏈展覽會”,粉體圈將在16日下午舉辦同期會議“2021年全國碳化物粉體與陶瓷制備技術交流會”。屆時,來自中科院上海硅酸鹽研究所、三責(上海)新材料科技有限公司的閆永杰博士將帶來題為《碳化硅陶瓷在連續流微通道反應器中的應用研究進展》的報告,詳細介紹碳化硅陶瓷在化學反應的特點,不同種類的碳化硅陶瓷部件以及在微反應工藝的應用,并通過國際國內的最新研究案例總結目前的應用進展。
關于報告人
閆永杰,材料學博士,三責新材董事長、總經理。2003年畢業于鄭州大學材料科學與工程學院,碩博連讀中國科學院上海硅酸鹽研究所,2008年畢業留所工作,期間致力于碳化物陶瓷、氮化物和硼化物陶瓷的材料研發、部件開發和工程化應用。負責無壓燒結碳化硅陶瓷擠出成型技術的開發, 是國內擠出成型生產無壓燒結碳化硅陶瓷的專利發明人。同時對于碳化硅、碳化硼、硼化鈦(鋯)、氮化硅陶瓷等結構陶瓷材料有深入研究,致力于高性能結構陶瓷的材料開發、工藝開發、裝備開發、工程和應用開發。
粉體圈會務組
作者:粉體圈
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