Kas ir keramikas putas?

Keramikas putas ir viegla struktūra, kas sastāv no neliela daudzuma ļoti porainas keramikas un liela procentuālā daļa ar gāzi pildītu poru. Tipiskas keramikas putas ir 75–90% porainas, lai gan dažas ir vēl porainākas. Šādām putām ir vērtīgas materiāla īpašības, kas padara tās piemērotas dažādiem inženiertehniskiem un citiem lietojumiem.
Lielākā daļa šādu putu ražošanas metožu parasti ietver citas putu struktūras impregnēšanu ar keramikas vircu. Pēc tam šī konstrukcija tiek apdedzināta augstā temperatūrā krāsnī. Keramika sacietē, kamēr krāsns siltums iznīcina pamatnes konstrukciju, uz kuras tā tika uzcelta.

Tādējādi tiek radīta viegla un ļoti poraina keramikas struktūra kā šī ražošanas procesa galaprodukts. Izveidotajam materiālam var būt atsevišķi noslēgtas poras. Šāda veida struktūra ir pazīstama kā slēgto šūnu putas. Ja putu poras visā struktūrā ir savstarpēji savienotas, to sauc par atvērto šūnu putām.

Konkrētās putuplasta īpašās īpašības ir atkarīgas no dažādiem faktoriem, taču šī materiālu klase ir pazīstama ar noteiktām kopīgām īpašībām. Zemā siltumvadītspēja padara keramikas putas īpaši noderīgas kā siltumizolācijas materiālu. Tā spēja izturēt salīdzinoši lielus termiskos triecienus padara to piemērotu arī skarbām vidēm, piemēram, rūpnieciskiem un aeronavigācijas lietojumiem. Šo putu augstā porainība nozīmē, ka tās ir salīdzinoši viegli materiāli, kas ir noderīgi lietojumos, kur jāizvairās no liekā svara.

Amerikas Savienoto Valstu kosmosa kuģu termiskās aizsardzības sistēmās izmantotās flīzes bija klasiski piemēri keramikas putu izmantošanai šīm īpašībām. Kosmosa kuģis, kas pārvietojas starp zemi un kosmosu, startējot vai atgriežoties, saskaras ar ārkārtējām temperatūras izmaiņām, lielā ātrumā šķērsojot atmosfēru. Izolācija no šīm ārkārtējām izmaiņām bija nepieciešama, lai aizsargātu atspoles no šīs ārkārtīgi skarbās vides. Masas pārvietošana kosmosā tomēr ir ļoti dārga un energoietilpīga, tāpēc svars bija jāsamazina līdz minimumam. Keramikas putuplasta vieglais raksturs apvienojumā ar to termiskajām īpašībām padarīja to pievilcīgu lietošanai dažās flīzēs, kas uzstādītas uz atspoles flotes.

Papildus izmantošanai kā izolācijas materiāls, keramikas putas parasti izmanto arī filtrēšanas lietojumos. Ja tos izmanto citu materiālu rafinēšanai, keramikas putu filtri parasti nodrošina trīs filtrēšanas režīmus. Saskaroties ar filtra ieplūdi, daļiņas, kas ir lielākas par poru izmēru, tiek uzkrātas uz filtra virsmas, jo tās ir pārāk lielas, lai tās varētu iziet cauri. Šis dublētais materiāls veido slāni, kas pazīstams kā kūkas slānis, uz filtra virsmas, kas savukārt uztver mazākas daļiņas. Smalkākās daļiņas var iziet cauri kūkas slānim, bet pēc tam tiek uztvertas filtra porās.

Tiek izstrādāti arī potenciāli jauni keramikas putu izmantošanas veidi. Piemēram, medicīnas nozarē tiek pētīta iespēja izmantot to, lai stimulētu kaulu augšanu vietās, kur kauls ir noņemts, piemēram, vēža slimniekiem. Tiek apsvērta iespēja izmantot arī ļoti mazus keramikas putu segmentus, lai kontrolētas izdalīšanās procesā medikamentus nogādātu organismā.