Среди прочих свойств керамики следует отметить ее газо- и водопроницаемость. Еще в старину было замечено, что в простом глиняном кувшине температура жидкости оказывается ниже, чем в покрытом глазурью: жидкость сквозь микроскопические поры просачивается на поверхность, испаряется и охлаждает сосуд. Ныне это качество керамики используют для очистки газов и жидкостей от примесей; благодаря химической стойкости такие фильтры применяют для агрессивных сред.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Как правило, проницаемые структуры из керамики получают спеканием массы, состоящей из крупнозернистого наполнителя и мелкозернистой связки. Для наполнителя берут, например, корунд, а для связки - кордиерит или нитрид кремния.

Связующее вещество заполняет поры между зернами наполнителя. При нагревании сначала спекается связка (до температуры спекания зерен нагрев не доводят), и зерна наполнителя оказываются словно в ячейках. Когда температура снижается, из-за разных коэффициентов температурного расширения зерна сжимаются сильнее, и между ними и стенками ячейки образуются микрозазоры (на рисунке слева). Изделия из такой керамики получаются достаточно прочными, но проницаемость их невелика.

Чтобы при хорошей прочности достичь высокой проницаемости, лучше всего использовать гранулированные порошки. Гранулы спекают из мелкозернистых структур. Затем их спекают друг с другом и получают довольно крупные поры (на рисунке справа).

Увеличение размеров пор не ухудшает фильтрующие способности керамики, так как каналы получаются очень извилистыми, и даже очень мелкие частицы оседают в их лабиринте.

№2, 2005