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陶瓷膜---一種前景廣闊的新材料
（作者未知） 2010/5/26
（接上頁(yè)）具有高功能性和良好環(huán)保適應(yīng)性的透明鍍陶瓷膜。這種膜盡管目前價(jià)格較高，物理性能還有待進(jìn)一步改進(jìn)，但可預(yù)期在不遠(yuǎn)的將來(lái)它將在食品包裝材料中占據(jù)重要的地位。陶瓷膜的加工鍍膜方法與通常的鍍金屬方法相似，基本上按我們己知的加工法進(jìn)行。鍍陶瓷膜由PET(12μm)陶瓷(Si0x)組成。氧化硅能分成4類，即Si0,Si304，Si203，Si02。然而，在自然界它們通常以Si02形式存在，因此根據(jù)鍍金屬條件，它們的變化很大。對(duì)這種膜的主要要求是具有良好的透明度、極佳的阻隔性、優(yōu)良的耐蒸煮性、較好的可透過(guò)微波性與良好的環(huán)境保護(hù)性以及良好的機(jī)械性能。
鍍陶瓷膜基本上可以用制作鍍鋁膜一樣的條件制取，在制取過(guò)程中，仔細(xì)處理表面層，不使鍍層受到損傷是極其重要的。由于這種膜是由氧化硅處理的，表面具有極好的潤(rùn)濕性，因此，它在油墨或粘合劑的選擇范圍上比較廣，幾乎與任何油墨或粘合劑都能親和。聚氨酯類粘合劑是最可取的粘合劑，而油墨可以按用途任意選擇，不用進(jìn)行表面處理。然而，鍍陶瓷膜你像鍍鋁膜那樣容易向聚乙烯復(fù)合，因?yàn)镻ET膜作為基材料，當(dāng)其氧化硅表而直接熔融聚乙烯高溫涂布或復(fù)合時(shí)，易趨向于伸長(zhǎng)，從而破壞氧化硅表面層，導(dǎo)致阻隔性下降。同時(shí)，在目前條件下，由于技術(shù)工藝上的問(wèn)題，PET膜在鍍陶瓷過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生卷曲，從而影響膜的質(zhì)量。當(dāng)然，這類問(wèn)題正得到解決。
鍍陶瓷膜首先用作細(xì)條實(shí)心面的調(diào)味品包裝材料。其優(yōu)良的包裝性能引起了人們的注意。由于這種膜保味性極佳，因此，尤其適合于包裝易升華產(chǎn)品，如茶(樟腦)之類的易揮發(fā)材質(zhì)。由于其極好的阻隔性，除了作為高阻隔性包裝材料和作食品包裝材料用外、預(yù)計(jì)還可用在微波容器上作為蓋材，在調(diào)味品、精密機(jī)械零配件、電子零件、藥物和醫(yī)藥儀器等方而作為包裝材料。隨著加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，如果這種膜在成本上大幅下降，那么它將得到迅速推廣和應(yīng)用。
2.3 燃料電池陶瓷膜
我國(guó)" 863”計(jì)劃固體氧化物燃料電池(SOFC)項(xiàng)目經(jīng)過(guò)對(duì)新型中溫固體氧化物陶瓷膜燃料電池的長(zhǎng)期研制，把陶瓷膜制備技術(shù)開(kāi)拓應(yīng)用于SOFC的制作，把通常SOFC的高溫(1000－900℃ )拓延到中溫階段(700－500℃ )。目前中國(guó)科技大學(xué)無(wú)機(jī)膜研究所己經(jīng)研制成功的新型中溫陶瓷膜燃料電池，是一種以陶瓷膜作為電解質(zhì)的燃料電池。電池部件薄膜化以后，降低了電池的內(nèi)阻，提高了有用功率的輸出，不需要高溫的條件下實(shí)現(xiàn)了中溫化，操作溫度降到700－500℃。這種新型燃料電池繼承了高溫SOFC的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)降低了成本。此類陶瓷膜燃料電池具有廣闊的應(yīng)用前景。
2.4琥珀陶瓷隔熱膜
2004年8月，基于金屬膜對(duì)無(wú)線電信號(hào)的干擾和容易氧化等缺點(diǎn)，我國(guó)韶華科技公司攜手德國(guó)某著名工業(yè)研究機(jī)構(gòu)共同開(kāi)發(fā)融入納米蜂窩陶瓷技術(shù)，并將韶華科技獨(dú)有的真空濺射技術(shù)用于陶瓷隔熱膜的生產(chǎn)上，創(chuàng)造了獨(dú)一無(wú)二的琥珀陶瓷隔熱膜，解決了金屬膜無(wú)法逾越的技術(shù)問(wèn)題:對(duì)無(wú)線電信號(hào)無(wú)任何干擾，特別是衛(wèi)星的短波信號(hào)，絕不氧化，因?yàn)樘沾沙鯇こ５姆�(wěn)定性，從而保證隔熱性能始終如一:永不褪色，陶瓷隔熱膜采用陶瓷固有的顏色，不添加任何顏料，囚此，陶瓷隔熱膜絕不會(huì)像染色金屬會(huì)發(fā)生褪色現(xiàn)象:超級(jí)耐用，陶瓷隔熱膜保質(zhì)期為10年，金屬膜一般為5年:經(jīng)典美感，象琉泊一樣的晶瑩剔透的美感，色澤柔和，擁有最舒適的視覺(jué)效果。琥珀納米陶瓷隔熱膜最先應(yīng)用于美國(guó)的航天飛機(jī)和國(guó)際空間站，而后廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、建筑、海事等各個(gè)領(lǐng)域。由于技術(shù)敏感，直到2003年該產(chǎn)品才在中國(guó)銷售。
3 陶瓷膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況
陶瓷膜的研究始于20世紀(jì)40年代，其發(fā)展可分為3個(gè)階段:用于鈾的同位素分離的核工業(yè)時(shí)期，于20世紀(jì)80年代建成了膜面積達(dá)400萬(wàn)平方米的陶瓷膜的富集256UF6工廠，以無(wú)機(jī)微濾膜和超濾膜為主的液體分離時(shí)期和以膜催化反應(yīng)為核心的全面發(fā)展的時(shí)期。
通過(guò)這3個(gè)階段的發(fā)展，無(wú)機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)己初步產(chǎn)業(yè)化。20世紀(jì)80年代初期成功地在法國(guó)的奶業(yè)和飲料(葡萄酒、啤酒、蘋(píng)果酒)業(yè)推廣應(yīng)用后，其技術(shù)和產(chǎn)業(yè)地位逐步確立，應(yīng)用也己拓展至食品工業(yè)、生物工程、環(huán)境工程、化學(xué)工程、石油化工、冶金工業(yè)等領(lǐng)域，成為苛刻條件下精密過(guò)濾分離的重要新技術(shù)。1998年國(guó)外網(wǎng)上公布的膜和膜設(shè)備生產(chǎn)廠家及經(jīng)營(yíng)公司達(dá)452家，其中金屬膜廠50家，陶瓷膜生產(chǎn)廠94家。
無(wú)機(jī)分離膜領(lǐng)域所占的市場(chǎng)份額還比較小，1997年美國(guó)無(wú)機(jī)膜市場(chǎng)銷售額為1億美元，其中陶瓷膜占80%左右，僅占膜市場(chǎng)的9% 。另?yè)?jù)估計(jì)，2004年世界陶瓷膜的市場(chǎng)銷售額約超過(guò)100億美元，無(wú)機(jī)膜的市場(chǎng)占有率占12%。由于陶瓷膜在精密過(guò)濾分離中的成功應(yīng)用，其市場(chǎng)銷售額以35%的年增長(zhǎng)率發(fā)展。
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