إن استخدام المرشحات الرغوية الخزفية لإزالة الشوائب في صناعة السباكة أمر معروف جيدًا.
يعمل مرشح الرغوة الخزفية بنظام الترشيح ذي الطبقة العميقة، حيث تظل الشوائب الأصغر من فتحة المسام عالقة على كامل المقطع العرضي للمرشح. ويُعتبر احتجاز الشوائب في الترشيح ذي الطبقة العميقة نتيجة لحدثين متتاليين: نقل الشوائب إلى مواقع الاحتجاز على وسائط الترشيح، وامتصاص الجسيمات في هذه المواقع.
عملية تصنيع المرشحات الرغوية الخزفية
يتم إنتاج مرشح الرغوة الخزفية عن طريق ترشيح ملاط خزفي عبر رغوة البولي يوريثان الشبكية، وإزالة الملاط الزائد عن طريق عصر إسفنجة مشبعة بهذا الملاط، ثم تجفيف الطبقة الخزفية، وحرق الإسفنجة، وتلبيد الجسم.
يُضاف مسحوق الألومينا ونسب مختلفة من البنتونيت والماء إلى خليط المسحوق لتحضير الملاط الخزفي. تبلغ نسبة المحتوى الخزفي في الملاط 45٪ بالوزن، وهي النسبة المثالية لتمكين الملاط من اختراق المادة الخزفية. وعندما تجف الإسفنجة المشبعة بالسيراميك، يعمل البنتونيت على ربط جزيئات الألومينا معًا على سطح الإسفنجة. بل إن هذا الارتباط يستمر حتى أثناء حرق الإسفنجة المصنوعة من البولي يوريثان. ولم يُلاحظ أي تلف في السيراميك بعد احتراق الإسفنجة. وبالتالي، يتم استنساخ شكل الإسفنج بدقة على الرغوة الخزفية الخام التي تم حرقها بواسطة البولي يوريثان عند 500 درجة مئوية، ومن ثم يتم الحصول على رغوة خزفية ضعيفة من Al₂O₃. ومن أجل تقوية الرغوة وتحويلها إلى مرشح مصبوب، يتم تلبيد الرغوة الخام عند 1250 درجة مئوية لمدة 60 دقيقة. وأخيرًا، يتم الحصول على مرشح مصبوب من الألومنيوم عالي المسامية. والمثير للدهشة أنه لم يُلاحظ أي انكماش، وتم الحصول على مسامية وبنية شبكية متجانستين. وترتبط المسام بفتحات ضرورية لتصفية الشوائب.
تُظهر اختبارات الصب أن استخدام المرشحات الرغوية الخزفية يمكن أن يكون فعالاً في ترشيح الألومنيوم المنصهر. كما يمكن استخدام المرشح الخزفي الناتج للتحكم في التدفق داخل قناة التدفق، بحيث لا تحدث أي اضطرابات أو طيات في طبقة الأكسيد أثناء تدفق المادة المنصهرة. وتُعد هذه المرشحات المصبوبة مناسبة بشكل خاص لترشيح الألومنيوم المنصهر. ولذلك، يمكن استخدام المرشح الرغوي الخزفي المصنوع من الألومينا في صناعة صب الألومنيوم كمرشح للصب.