Seramik Esaslı Köpük Filtreler ve Uygulamaları: Kısa Bir Derleme

Öz

Yüksek oranda gözeneklilik içeren metal, seramik ve polimerler günümüzde giderek artarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Metalik ve polimerik gözenekli yapıların zıttına, kırılganlıkları sebebiyle seramik malzemelerde gözenekler tercih edilmez. Buna rağmen, son yıllarda bilhassa yüksek sıcaklık, aşındırıcı ve korozif şartların olduğu ortamlarda gözenekli seramiğin tercih edildiği uygulamalarda artma söz konusudur. Gözenekli seramikler, metal ve polimerlerle kıyaslandığında yüksek sıcaklık dayanımına ve çevresel kararlılığa ihtiyaç duyulan uygulamalarda avantajlara sahiptir. Gözenekli seramikler, son zamanlarda kemik yerine kullanılan biyo-malzemelerde, termal yalıtım malzemelerinde, polimer ve metal matriksli kompozit malzemeler gibi dikkat çekici uygulama alanlarında kullanılmaktadır. Uygulama alanları açık ve kapalı gözenek yapılarına göre farklılık arz etmektedir. Açık gözenekli seramik malzemeler sıvı metal ve gaz filtrelerinde kullanılırken, termal yalıtım malzemeleri, kapalı gözenekli seramikler refrakter astarları ve hafif yapı malzemelerinde kullanılır. Temel gözenekli seramik üretim metodları kısmi sinterleme, replikasyon yöntemi, doğrudan köpükleştirme yöntemi ve karbon preformlarının CVD yöntemiyle kaplanmasıdır. Gözenekli seramikleri köpük, içi boş küreler, bal peteği ve fiberler gibi pek çok farklı formda üretmek mümkündür. Bu çeşitli formların içinde köpük filtreler en yüksek gözeneklilik oranına sahiptirler.

Anahtar Kelimeler

• Filtre
• Seramik köpük
• Gözeneklilik

Ceramic Based Foam Filters and Applications: A Brief Review

Öz

Metals, ceramics and polymers with high porosity are increasingly used today. In contrast to metallic and polymeric porous structures, pores are not preferred in ceramic materials due to their fragility. However, there has been an increase in applications where porous ceramics are preferred, especially in environments with high temperature, abrasive and corrosive conditions, in recent years. Compared to metals and polymers, porous ceramics have advantages in applications requiring high temperature resistance and environmental stability. Porous ceramics have recently been used in remarkable application areas such as bone substitutes, biomaterials, thermal insulation materials, and polymer and metal matrix composite materials. Application areas differ according to open and closed pore structures. Open-pore ceramic materials are used in liquid metal and gas filters, while closed-pore ceramics are used in refractory linings, thermal insulation materials, and lightweight construction materials. The main porous ceramic production methods are partial sintering, replication method, direct foaming method and coating of carbon preforms by CVD method. It is possible to produce porous ceramics in many different forms such as foam, honeycomb, hollow spheres and fibers. Of these various forms, foam filters have the highest porosity.

Anahtar Kelimeler

• Filter
• Ceramic foam
• Porosity

Kaynakça

1. Akpınar S., Altun A., Önel K. Kordiyerit esaslı silisyum karbür katkılı köpük filtrelerin karakterizasyonu ve bazı mekanik özelliklerinin belirlenmesi. Türkiye Seramik Federasyonu Dergisi 2009; 29: 140-146.
2. Akpınar S. Kordiyerit mullit esaslı karbür katkılı sıvı metal filtreleri. Dokuz Eylül Üniversitesi, Doktora Tezi, sayfa no:4-38, İzmir, Türkiye, 2009.
3. Aydın T., Kunduraci N. Yeni nesil alümina esaslı seramik köpük filtre üretimi. International Journal of Engineering Research & Development (IJERAD) 2022; 14(2): 861–866.
4. Baran G. Replikasyon yöntemi ile SiC-Bentonit esaslı seramik köpük filtre üretimi. Yalova Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, sayfa no:15-17, Yalova, Türkiye, 2021.
5. Bergin A., Voigt C., Fritzsch R., Akhtar S., Arnberg L., Aneziris CG., Aune RE. Experimental study on the chemical stability of phosphate-bonded Al2O3-based ceramic foam filters (CFFs). Metallurgical and Materials Transactions B: Process Metallurgy and Materials Processing Science 2021; 52(4): 2008-2025.
6. Brenzy R., Green DJ. Mechanical behaviour of cellular ceramics. Materials Science and Technolgy ed. R.W. Kahn, P. Haasen ve Kramer, E.J., vol. 11, Structure and Properties of Ceramics, Ed. M. Swain, Würzburg Germany, VCH Publishers INC, 2006.
7. Dhara S., Pradhan M., Ghosh D., Bhargava P. Nature inspired novel processing routes for ceramic foams. Advances in Applied Ceramics 2005; 104(1): 9-21.
8. Doğan B., Aydın T. SiC, MgCO3 ve Li2CO3 ilavelerinin seramik köpükler üzerine etkisinin incelenmesi. International Journal of Engineering Research & Development (IJERAD) 2022; 14(2): 867–871.

9. Er S. Silisyum karbür esaslı seramik köpük filtre üretimi. Anadolu Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, sayfa no: 4-10, Eskişehir, Türkiye, 2004.
10. https://lma.com.tr/tr/demirdisi-grubu-urunleri/seramik-kopuk-filtreler/ Erişim tarihi:19.04.2023
11. Gören R. Seramik döküm filtreleri ve alümina bazlı köpük filtre üretimi. Yıldız Teknik Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, sayfa no: 16-61, İstanbul, Türkiye, 1995.
12. Gören R., Marsoğlu M. Metalik eriyiklerin temizlenmesinde filtreler ve köpük filtre üstünlükleri. Metal Makina Dergisi 1998; 56-64.
13. Jaunich H., Aneziris CG., Hubalkova J. Innovative filter and feeder approaches for advanced metal casting technologies. Interceram Refractories Manual 2004; 18-21.
14. Kelly A. Why engineer porous materials. Phil. Trans. R. Soc. A. 2006; 364: 5-14.
15. Kim Y., Eom J., Kim Y., Raju S. Processing and properties of macroporous Silicon carbide ceramics : A Review Journal of Asian Ceramic Societies Processing and properties of macroporous silicon carbide ceramics : A review. Integrative Medicine Research 2013; 1: 220–242.
16. Kumar BM., Kim YW. Processing of polysiloxane-derived porous ceramics: A review, Science and Technology of Advanced Materials, 2010; 11: 044303.