آلية الترشيح بالرغوة الخزفية

يُوصَف آلية الترشيح باستخدام السيراميك الرغوي عمومًا بأنها «اعتراض بالانتشار» و«اعتراض بالاصطدام بالقصور الذاتي» أو «الفرز»، و«الترسيب الطبقي»، و«الترشيح بالطبقة العميقة». تتم عملية الترشيح وتنقية رغوة الألومنيوم عن طريق السيراميك الرغوي هي أمور معقدة للغاية.

آلية الترشيح بالرغوة الخزفية

1. من خلال الترشيح بالقصور الذاتي والاعتراض، والاحتكاك، والترسيب، وغيرها من طرق الترشيح الميكانيكي، تكون كفاءة الترشيح متناسبة طرديًا مع حجم فتحات شبكة مرشح رغوي خزفي. كلما كانت فتحات الشبكة أصغر، زادت قدرة الشبكة على اعتراض الجسيمات الصغيرة.

2. بفضل ترسب الجسيمات في المادة المنصهرة وعدم انتظام جدران الدعامات الشبكية، تتحسن قدرة احتجاز الجسيمات غير المتجانسة.

3. يؤدي السطح الخشن الناتج عن الفجوة الموجودة على سطح الهيكل الداعم إلى زيادة المساحة السطحية التلامسية بين تدفق الألومنيوم السائل والسطح الصلب الخزفي، مما يجعل اتجاه تدفق الجسيمات في تدفق الألومنيوم السائل أكثر فوضوية، وهو ما يساعد على احتجاز الجسيمات الصلبة وترسبها.

4. ونظرًا لوجود الشقوق الدقيقة والثقوب الدقيقة على سطح الهيكل الداعم، تم ترسيب مادة الفلوريد المذابة مسبقًا، والتي تتمتع بقدرة ارتباط قوية مع جزيئات مثل Al₂O₃، مما ساهم في تعزيز تأثير طبقة كعكة الترشيح الكاملة وقوة الامتصاص الكيميائي القوية، كما عزز القدرة على احتجاز الجزيئات متعددة الأطوار المحتجزة.

5. علاوة على ذلك، وبناءً على تأثير مجال درجة الحرارة في عملية الصهر وعملية انتقال بنية المعدن المنصهر، لا بد من تكوّن فرق في تركيز المذاببات في قاع الوعاء. ويخضع المعدن المنصهر لعملية إعادة توزيع وتكامل، ثم إعادة توزيع وتكامل مرة أخرى، وهو ما يمثل أيضًا عملية صناعة سبائك جيدة. تتجمع بعض المراحل والمركبات المعدنية ذات درجة الانصهار العالية من جديد وتنمو مرة أخرى، وتكون الطور غير المتجانس الدقيق مفيدًا للترشيح والاحتجاز. ويمكن تفسير ذلك أيضًا من خلال التغير في تركيز مراحل H و Al₂O₃ و Fe و Ti قبل الترشيح وبعده. وعلى وجه الخصوص، يكون الترشيح ثنائي المراحل أو الترشيح باستخدام الألواح السميكة ذات التدرج المسامي أكثر وضوحًا. لذلك، في ظل نفس الشروط المسبقة، تتمتع لوحة الترشيح الخزفية الرغوية الجديدة بمعدل إزالة عالٍ للطور الشوائب في الألومنيوم المنصهر، ويكون التغير في فرق الضغط الساكن قبل وبعد الترشيح أكبر مع مرور الوقت. كما أن محتوى H في الألومنيوم المنصهر قبل وبعد الترشيح واضح أيضًا. وبطبيعة الحال، كلما كان حجم فتحات السيراميك الرغوي أصغر، زادت درجة نقاء الألومنيوم المنصهر.

كيفية اختيار مرشح الرغوة الخزفي المناسب

1. اختيار لوحة ترشيح من السيراميك الرغوي يتم تحديده أولاً وفقًا لمحتوى الشوائب في الألومنيوم المنصهر، ومعدل تدفق حقن المادة المنصهرة، ومتطلبات الجودة الخاصة بمنتج الصب النهائي.

• توجد شوائب عديدة، وجودة منتجات الصب متوسطة. يمكن اختيار لوح ترشيح خزفي رغوي كبير الحجم ذي فتحات وثقوب واسعة. في هذه المرحلة، من المهم ترشيح عملية الصب شبه المستمر أولاً باستخدام قماش من الألياف الزجاجية. فهذا القماش قادر على اعتراض الخبث القادم من الفتحة والخبث الذي يتم غسله عبر المزلق، مما يمنع انسداد لوح الترشيح.
• متطلبات الجودة الخاصة بمنتجات الصب عالية، ولذلك يتم اختيار نوع جديد من المرشحات الخزفية الرغوية ذات الثقوب الصغيرة وحجم الشبكة الكبير.
• يتم تحديد مواصفات لوحة الترشيح بناءً على معدل التدفق ومعدل التدفق الإجمالي للمادة المنصهرة. فإذا كان معدل التدفق كبيرًا، وكان معدل الإنتاج الإجمالي كبيرًا، وكان حجم فتحات لوحة الترشيح صغيرًا، يتم اختيار المواصفات الأكبر.

2. اختيار لوحة تصفية مصنوعة من الألومنيوم المصبوب كما ينبغي ملاحظة لونه، والتربيت على جسده، وحرق الشيء الذي يمثله.

• اللون نقي وخالٍ من الشوائب، مما يدل على أن المادة متجانسة؛ وإذا لم تلتصق اليد بها، فهذا يعني أن السطح لم يتم رشه بمادة لاصقة، مما يضمن عدم حدوث تلوث ثانوي.
• عند إمساك لوحة الترشيح بيد واحدة والتصفيق عليها باليد الأخرى، تتساقط بقايا السيرامسيت بشكل مستمر، مما يشير إلى أن لوحة الترشيح ذات جودة رديئة وستتسبب في تلوث ثانوي لسائل الألومنيوم.
• إنها لوحة ترشيح جيدة يمكن تسخينها على النار المكشوفة أو باستخدام سخان كهربائي، ثم تبريدها فورًا في درجة حرارة الغرفة دون أن تتشقق أو تتشكل عليها بقايا صهر.

3. عند اختيار المرشحات، ينبغي تقييم المساحة السطحية الفعالة أو مسامية الرغوة بعناية. ويمكن ملاحظة أن شبكة الطبقة السطحية للوحة المرشح متجانسة، ومن ثم يمكن ملاحظة تجانس شبكة المقطع العرضي.