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進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，中材高新先后承擔(dān)了科技部中小型企業(yè)創(chuàng)新基金項(xiàng)目、科研院所社會(huì)公益基金項(xiàng)目、科技部技術(shù)開(kāi)發(fā)研究專項(xiàng)資金項(xiàng)目及國(guó)家８６３計(jì)劃等重大科研項(xiàng)目的研究工作。目前，在微孔陶瓷材料的制備工藝及性能檢測(cè)、陶瓷過(guò)濾器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用、陶瓷微濾膜及高溫氣體凈化用陶瓷過(guò)濾材料及過(guò)濾裝置的研制及開(kāi)發(fā)方面具國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。

中材高新下屬的過(guò)濾陶瓷部是一個(gè)集陶瓷過(guò)濾材料、過(guò)濾裝置的研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)及生產(chǎn)為一體的高科技實(shí)體，擁有近２０項(xiàng)省、部級(jí)科研成果和專利技術(shù)，是目前國(guó)內(nèi)研制、生產(chǎn)微孔陶瓷系列制品及陶瓷過(guò)濾器種類最多、應(yīng)用面最廣、生產(chǎn)技術(shù)較為成熟的專業(yè)生產(chǎn)廠家。其主要產(chǎn)品包括各種規(guī)格的微孔陶瓷過(guò)濾元件和微孔陶瓷過(guò)濾器、高性能陶瓷膜過(guò)濾元件及陶瓷膜過(guò)濾裝置、高溫氣體凈化（高溫除塵）用高溫陶瓷過(guò)濾材料及高溫陶瓷除塵器、高溫融體過(guò)濾用泡沫陶瓷過(guò)濾元件以及陶瓷凈水器、陶瓷曝氣器、陶瓷消聲器、各種陶瓷電解隔膜等。產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于化工、制藥、冶金、水處理及環(huán)保工業(yè)。

國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外多孔陶瓷材料研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已有８ ０ 余年歷史，陶瓷膜產(chǎn)品研制、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用也有近３０年歷史，其產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化程度已達(dá)到較高的水平，產(chǎn)品的技術(shù)水平也有了很大提高。２０世紀(jì)５０年代，法國(guó)、美國(guó)等先后開(kāi)發(fā)了各種ＳｉＣ、莫來(lái)石、ＺｒＯ２、陶瓷纖維等氣、液過(guò)濾、微生物處理用微孔陶瓷過(guò)濾元件，主要用于化工、食品、飲料及水處理行業(yè)。２０世紀(jì)７０年代日本等國(guó)家在高溫氣體凈化、煙氣除塵用多孔陶瓷過(guò)濾材料研究方面取得了較大進(jìn)展，如日本旭硝子公司等生產(chǎn)的高溫陶瓷過(guò)濾器在化鐵爐等高溫?zé)煔獬龎m方面大量推廣應(yīng)用。從２０世紀(jì)８０年代開(kāi)始，國(guó)外在陶瓷膜的研究及開(kāi)發(fā)應(yīng)用、高溫陶瓷熱氣體凈化技術(shù)方面研究又取得較大的突破。目前國(guó)外已有專業(yè)的多孔陶瓷材料及陶瓷膜材料生產(chǎn)廠家３００余家，如日本Ｎ Ｇ Ｋ和Ｔ Ｄ Ｋ 、法國(guó)的Ｃ Ｅ Ｒ Ｖ Ｅ Ｒ 、美國(guó)的Ｃｏｒｎｉｎｇ和Ｆｉｌｔｅｒ、烏克蘭的Ｆａｉｒｅｙ工業(yè)陶瓷公司、芬蘭奧托昆明克公司等。其中美國(guó)過(guò)濾器公司已成為目前全球最大的無(wú)機(jī)陶瓷分離膜及設(shè)備供應(yīng)商，芬蘭奧托昆明克公司生產(chǎn)的陶瓷真空?qǐng)A盤(pán)過(guò)濾機(jī)目前已在１００多個(gè)國(guó)家使用。美國(guó)Ａｎｇｕｉｌ　環(huán)境系統(tǒng)公司生產(chǎn)的自潔式高溫陶瓷過(guò)濾器采用了陶瓷過(guò)濾和催化凈化技術(shù)，目前已有１６００余套高溫氣體過(guò)濾裝置在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用。

相比之下，國(guó)內(nèi)在多孔陶瓷材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比存在明顯不足，其中一方面是國(guó)內(nèi)多孔陶瓷材料的發(fā)展技術(shù)不平衡，其二是國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)對(duì)多孔陶瓷材料缺乏必要的了解。近年來(lái)，在國(guó)家科技攻關(guān)政策的扶持下，尤其是在國(guó)家環(huán)保、節(jié)能政策的引導(dǎo)下，國(guó)內(nèi)多孔陶瓷材料及膜材料技術(shù)有了較快的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)化及市場(chǎng)化規(guī)模逐漸擴(kuò)大。如中材高新材料股份有限公司（山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計(jì)院）在長(zhǎng)期研究、開(kāi)發(fā)多孔陶瓷材料基礎(chǔ)上，近幾年在國(guó)家?guī)醉?xiàng)重大科研項(xiàng)目支持下，目前已在陶瓷微濾材料、高溫陶瓷過(guò)濾材料及膜材料方面逐漸形成了自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并且在產(chǎn)品市場(chǎng)推廣和產(chǎn)業(yè)化方面有了一定規(guī)模。江蘇省九吾高科技發(fā)展公司、合肥世杰膜工程有限責(zé)任公司等在陶瓷膜材料制備技術(shù)方面也在一定程度上達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平。不容諱言，多孔陶瓷材料由于受產(chǎn)品制造水平及應(yīng)用技術(shù)的限制，目前在國(guó)內(nèi)過(guò)濾分離領(lǐng)域所占的市場(chǎng)份額較小，產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化水平普遍較低。但可以預(yù)言，隨著國(guó)內(nèi)化工形式好轉(zhuǎn)、能源和環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策的扶持以及國(guó)外同行業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，多孔陶瓷材料產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)將會(huì)迎來(lái)更好的發(fā)展前景。

市場(chǎng)應(yīng)用

從多孔陶瓷材料及膜材料的性能特性來(lái)講，由于其具有良好的耐熱性能和介質(zhì)腐蝕性能，因此可以應(yīng)用于除ＨＦ、熱磷酸以外所有介質(zhì)過(guò)濾。另外，多孔陶瓷過(guò)濾材料高的過(guò)濾精度（０．１μｍ）、在線清洗性能以及自潔性能（無(wú)度無(wú)味、對(duì)介質(zhì)無(wú)污染）和良好的操作性能，使其在許多領(lǐng)域具有好的推廣應(yīng)用前景。

石油、化學(xué)工業(yè)石油、化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域常涉及到工藝原料氣、工藝原料液凈化問(wèn)題，其中少量固體必須最大限度除去。由于原料氣、液常涉及高溫、高壓或強(qiáng)腐蝕性，其他分離材料無(wú)法應(yīng)用，只能采用陶瓷材料。目前很多廠家都有這種要求，如堿廠濾液過(guò)濾、聚晴胺工藝料液凈化，分子篩、催化劑生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品回收，鈦白粉生產(chǎn)中偏鈦酸細(xì)微粒子回收，超細(xì)粉體生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品回收，鹽水及氯化鈣等溶液的過(guò)濾等。另外，陶瓷過(guò)濾器在國(guó)內(nèi)各大煉油廠中航空煤油過(guò)濾、催化氣體凈化、石蠟加氫工藝中也得到推廣應(yīng)用。

制藥及食品行業(yè)

制藥及食品行業(yè)常涉及活性炭進(jìn)行脫色過(guò)濾及催化劑過(guò)濾問(wèn)題。由于這些介質(zhì)過(guò)濾通常要求過(guò)濾精度比較高，又常涉及到高溫（６０～１５０℃）和腐蝕性溶液等，采用傳統(tǒng)的袋式過(guò)濾器或離心過(guò)濾機(jī)一般很難達(dá)到好的去初效果或根本無(wú)法使用。使用微孔陶瓷或陶瓷膜過(guò)濾器則可很容易解決這個(gè)問(wèn)題，它不但可以提高濾液質(zhì)量，而且濾芯清洗再生效果好，可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用。

無(wú)菌空氣及壓縮氣體凈化

采用微孔陶瓷過(guò)濾器進(jìn)行空氣的無(wú)菌處理具有潔凈狀態(tài)好、濾速高、凈化效果好、再生周期長(zhǎng)（１～２月）、清洗效果好、可高溫消毒殺菌等特點(diǎn)，在制藥、啤酒行業(yè)發(fā)酵用無(wú)菌空氣制備方面具有很好的應(yīng)用前景。因此，采用微孔陶瓷過(guò)濾器代替價(jià)格昂貴的金屬過(guò)濾器用于食品、釀造及制藥行業(yè)發(fā)酵無(wú)菌空氣的制備是完全可行的。另外，陶瓷過(guò)濾器用于高壓壓縮氣體的凈化，用于除油、除雜質(zhì)，在國(guó)內(nèi)也得到推廣應(yīng)用。其次，陶瓷過(guò)濾器在高壓高溫蒸氣（１５０～２００℃）凈化方面也有較大的應(yīng)用市場(chǎng)。

水處理在水處理領(lǐng)域，陶瓷過(guò)濾材料可應(yīng)用于生活飲用水處理、工廠工藝用

水制備、工業(yè)循環(huán)水凈化及工業(yè)污水和城市生活廢水處理等。如采用硅藻土質(zhì)陶瓷濾芯進(jìn)行家庭生活飲用水凈化，具有獨(dú)特的除菌和再生性能，目前已在中國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、日本和中國(guó)臺(tái)灣等得到大量開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。陶瓷過(guò)濾材料用于工業(yè)冷卻水處理及酸堿性廢水處理，目前已在國(guó)內(nèi)的蓄電池行業(yè)、石化行業(yè)、電廠中取得了較好的應(yīng)用成果。在工業(yè)污水處理方面，陶瓷膜過(guò)濾裝置用于乳化油廢水處理、印鈔及印染廢水處理，不僅可以保證廢水達(dá)標(biāo)排放或回用，而且還可大大降低處理成本。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明在國(guó)內(nèi)采用陶瓷微濾膜過(guò)濾裝置處理工業(yè)廢水，相同情況下，其設(shè)備價(jià)格僅為進(jìn)口有機(jī)膜設(shè)備的１／４左右，運(yùn)行費(fèi)用約為其１／１０左右。

高溫氣體凈化

很多生產(chǎn)領(lǐng)域，如電廠進(jìn)入第二渦輪室用燃燒氣體制備、露點(diǎn)以上碳水化合物生產(chǎn)熱氣體中粒子雜質(zhì)去除、燃煤鍋爐高溫?zé)煔鈨艋⒁苯馉t、電石爐等排出的高溫含塵氣體凈化等都需要一種高效粒子去除設(shè)備。目前，國(guó)內(nèi)采用的熱氣體粒子去除裝置絕大多數(shù)為旋風(fēng)除塵，由于其運(yùn)行和分級(jí)效率低，約為０ ． ８ ９ ％ ～０ ． ９ ６ ％和ｄｃ５０為６．５～８．５μｍ，即使采用三級(jí)旋風(fēng)處理，其排出物濃度仍將數(shù)倍于ＮＳＰＳ最大極限，也達(dá)不到目前現(xiàn)行煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)２００ｍｇ／ｍ３。高溫過(guò)濾技術(shù)是近２０年來(lái)粒子控制技術(shù)最主要發(fā)展，在其它過(guò)濾介質(zhì)不能選用的情況下，高溫陶瓷過(guò)濾器則成為首選過(guò)濾設(shè)備，其除塵效率可達(dá)９９．５％以上，分級(jí)效率為ｄｃ５０為１μｍ。該產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化將會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)日益迫切的冶金爐含塵氣體排放，電石廠電石氣回收，ＰＧＢＣ裝置熱氣體凈化技術(shù)水平提高起到重要促進(jìn)作用。

飲料、食品工業(yè)

根據(jù)陶瓷膜特點(diǎn)和國(guó)外發(fā)展陶瓷膜經(jīng)驗(yàn)，陶瓷膜在我國(guó)應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛，食品工業(yè)是其重要應(yīng)用領(lǐng)域，諸如礦泉水生產(chǎn)、酒、飲料過(guò)濾、調(diào)味品、果汁過(guò)濾等。該領(lǐng)域?qū)δぴO(shè)備的要求是抗污染能力強(qiáng)，可以蒸汽原位消毒，使用壽命長(zhǎng)，而陶瓷膜恰具這種優(yōu)勢(shì)。如采用１～１．５μｍ陶瓷膜脫除低脂的牛奶中的細(xì)菌，效率達(dá)９９．６％，濾速達(dá)５００～７５０　ｌ／ｍ２ｈｒ，該工藝生產(chǎn)出牛奶，其低溫保存期由處理前６～８天延長(zhǎng)到１６～２１天。采用孔徑０．５μｍ的陶瓷膜，在不改變色、香、味前提下，除菌率達(dá)１００％，保存期可延長(zhǎng)３個(gè)月。另采用0.4μｍ陶瓷膜用于果汁澄清，生產(chǎn)的果汁品質(zhì)優(yōu)良，更具芳香味。

礦漿脫水和物料干燥

采用多孔陶瓷材料的毛細(xì)管原理研制開(kāi)發(fā)的真空?qǐng)@盤(pán)陶瓷過(guò)濾機(jī)是國(guó)外20世紀(jì)80年代后期才發(fā)展起來(lái)的一種用于粘細(xì)物料過(guò)濾脫水的高效節(jié)能裝置，它在過(guò)濾機(jī)理和工藝效果方面均有新的突破，其用于粘細(xì)物料脫水顯示出無(wú)比的優(yōu)越性，在世界各地已得到大量推廣應(yīng)用。該過(guò)濾機(jī)特點(diǎn)是：整機(jī)能耗低，約為真空過(guò)濾機(jī)的１ ０ ％ ，處理成本約為板礦過(guò)濾機(jī)的５ ０ ％，另外整機(jī)自動(dòng)控制、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備利用率高，生產(chǎn)維護(hù)費(fèi)用低。可以說(shuō)，在目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)應(yīng)用的各種過(guò)濾脫水設(shè)備中，陶瓷過(guò)濾機(jī)無(wú)疑是一種較先進(jìn)、很有應(yīng)用前途的一種過(guò)濾設(shè)備。它在我國(guó)的各種礦漿脫水、無(wú)機(jī)鹽工業(yè)中的重堿脫水、碳酸鹽、磷酸鹽等制備過(guò)程物料干燥、脫水方面有較好的應(yīng)用推廣前景。

高溫金屬熔體過(guò)濾

泡沫陶瓷作為一種特殊多孔陶瓷材料在金屬熔體過(guò)濾中起著重要作用。金屬中雜質(zhì)的種類、形狀、大小及分布對(duì)材料的強(qiáng)度、硬度、斷裂韌性等有著很大的影響，由于金屬熔體的熔融溫度非常高，其它過(guò)濾介質(zhì)無(wú)法滿足要求，而泡沫陶瓷材料不僅具有非常高的熔體透過(guò)能力和夾雜質(zhì)去除能力，還具有非常高的抗高溫能力。如采用堇青石－莫來(lái)石系列的泡沫陶瓷材料，可以滿足熔融鋁合金、金屬銅液的過(guò)濾，而采用氧化鋁、碳化硅質(zhì)高溫泡沫陶瓷材料則可以滿足更高溫度下（１４００～１６００℃）鐵水和鋼水過(guò)濾的需要。目前國(guó)際上工業(yè)較發(fā)達(dá)國(guó)家的鑄造行業(yè)，已普遍采用金屬熔體過(guò)濾工藝。比如在生產(chǎn)生鐵鑄件時(shí)，采用泡沫陶瓷過(guò)濾器，可使合格鑄件的產(chǎn)量提高到８ ０ ％ 。在連續(xù)鑄鋼中，采用泡沫陶瓷過(guò)濾時(shí)，不銹鋼中非金屬夾雜物的含量可大約減少２０％ 。

汽車尾氣凈化

蜂窩陶瓷作為多孔陶瓷材料中又一特殊材料，目前在催化劑載體、汽車尾氣凈化器和換熱儲(chǔ)能器方面有很好的推廣應(yīng)用前景。由堇青石等低熱膨脹陶瓷材料制成的蜂窩狀多孔陶瓷材料，通過(guò)被敷催化劑后，可以作為催化轉(zhuǎn)換器，用來(lái)凈化內(nèi)燃機(jī)尾氣，以防止空氣污染。與其它形式的尾氣凈化器相比，采用蜂窩陶瓷的汽車尾氣凈化器具有耐熱震穩(wěn)定性好、催化層阻力小、預(yù)熱能力好、抗磨性高等優(yōu)點(diǎn)。采用蜂窩陶瓷催化器，一方面通過(guò)過(guò)濾作用，可將尾氣中的煙塵顆粒有效出除，并在高溫下燃盡；另一方面，通過(guò)催化氧化和還原，可將排氣中的有毒

的一氧化碳和一氧化氮轉(zhuǎn)換成二氧化碳和二氧化氮。因此，蜂窩陶瓷目前在國(guó)外已被廣泛應(yīng)用于汽車尾氣處理裝置。

發(fā)展方向

（１）　通過(guò)優(yōu)化工藝配方和工藝過(guò)程，制備高孔隙率高強(qiáng)多孔陶瓷材料，提高材料氣孔均勻性：氣孔率和孔徑是多孔陶瓷材料的主要微孔性能指標(biāo)，在滿足其它強(qiáng)度的情況下，適當(dāng)提高材料的氣孔率，可以大幅度提高材料的透氣性能，降低單位面積材料的流體透過(guò)阻力，提高過(guò)濾效率。為此，可以通過(guò)在多孔陶瓷基體中引入陶瓷纖維，或通過(guò)采用編制陶瓷纖維利用化學(xué)氣相沉積技術(shù)來(lái)制備高強(qiáng)、高空隙率的陶瓷纖維復(fù)合多孔陶瓷材料。

（２）降低材料成本，制備大尺寸多孔陶瓷制品：目前，多孔陶瓷用做過(guò)濾材料，其綜合成本雖然要比粉末冶金過(guò)濾材料要低的多，但同其它過(guò)濾材料相比，價(jià)格仍顯偏高，這也是影響多孔陶瓷材料大面積推廣應(yīng)用的一個(gè)主要原因。另外，隨著將來(lái)大端面陶瓷過(guò)濾器的工業(yè)化推廣應(yīng)用，基于材料密封等原因的陶瓷過(guò)濾元件規(guī)格尺寸也要求增大，探索新的制備工藝，制備低成本、大尺寸的多孔陶瓷制品，是發(fā)展多孔陶瓷材料產(chǎn)業(yè)的必然選擇。

（３）采用陶瓷膜材料的表面修飾技術(shù)，制備大尺寸無(wú)缺陷的陶瓷膜材

料：陶瓷膜材料作為一種精密過(guò)濾與分離材料，其膜層孔徑大小、孔徑均勻性、膜層厚度及表面缺陷等對(duì)其分離性能有很大的影響。現(xiàn)有的制備技術(shù)，包括支撐體技術(shù)、膜層的工藝控制技術(shù)完整膜的無(wú)損在線檢測(cè)技術(shù)等很難達(dá)到制備完全無(wú)缺陷的膜的技術(shù)要求。以上問(wèn)題也是制約陶瓷膜材料在國(guó)內(nèi)大量推廣的一個(gè)主要原因。為此，在今后的工作中，應(yīng)就陶瓷膜材料的表面修飾技術(shù)及在線檢測(cè)技術(shù)方面做更深入的研究工作。

（４）研究開(kāi)發(fā)多功能性多孔陶瓷復(fù)合材料：現(xiàn)有的多孔陶瓷材料功能單一，尤其用做過(guò)濾材料的多孔陶瓷材料，其過(guò)濾機(jī)理基本以物理過(guò)濾為主，今后若能采用陶瓷材料復(fù)合技術(shù)或嫁接技術(shù)制備一些多功能性陶瓷材料，如采用納米抗菌功能材料與微孔制備技術(shù)結(jié)合，研制開(kāi)發(fā)具抗菌和凈化功能的微孔陶瓷材料；采用陶瓷一金屬?gòu)?fù)合技術(shù)，制備具有選擇吸收、催化功能的多孔陶瓷材料；采用無(wú)機(jī)和有機(jī)材料復(fù)合技術(shù)制備其他一些電傳導(dǎo)膜、生物反應(yīng)膜等，這對(duì)擴(kuò)大多孔陶瓷材料的應(yīng)用范圍有重要意義。

（５）加強(qiáng)多孔陶瓷材料的應(yīng)用技術(shù)研究，提高產(chǎn)業(yè)化水平：目前國(guó)內(nèi)從事多孔陶瓷材料研究工作者大多數(shù)只注重于材料本身性能的研究，而缺乏對(duì)材料應(yīng)用性能的研究。事實(shí)上，多孔陶瓷的應(yīng)用技術(shù)，包括過(guò)濾技術(shù)、材料的清洗再生技術(shù)、過(guò)濾系統(tǒng)的優(yōu)化等是一門很深的學(xué)問(wèn)，多孔陶瓷材料推廣應(yīng)用一方面取決于材料本身優(yōu)良的性能，而另一方面更大程度取決于材料應(yīng)用技術(shù)水平的提高。因此，要提高我國(guó)的多孔陶瓷材料的產(chǎn)業(yè)化水平，就必須加強(qiáng)材料應(yīng)用性能的研究，建立相應(yīng)的應(yīng)用研究平臺(tái)，并加強(qiáng)企業(yè)之間的技術(shù)交流與自律。

（６）發(fā)揮優(yōu)勢(shì)、突出重點(diǎn)：結(jié)合目前國(guó)內(nèi)多孔陶瓷材料發(fā)展實(shí)際狀況和需求，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)陶瓷微過(guò)濾材料、陶瓷膜過(guò)濾材料、高溫氣體過(guò)濾材料及高溫氣體催化分離材料及裝備技術(shù)，以滿足目前國(guó)內(nèi)能源、化工、環(huán)保和水處理行業(yè)的需要，提高國(guó)內(nèi)的過(guò)濾與分離技術(shù)水平。