تقنية المرشحات الخزفية الرغوية

تؤثر الشوائب والغازات الموجودة في المعدن تأثيرًا كبيرًا على قوة المادة ومقاومتها للتعب ومقاومتها للتآكل، فضلاً عن أدائها فيما يتعلق بالتشقق الناتج عن التآكل تحت الإجهاد. ويعد التحكم الفعال في الشوائب المؤكسدة في المادة المنصهرة لتحسين جودة قضبان الصب الهدف المشترك الذي تسعى إليه صناعة الألومنيوم. وفي الوقت الحالي، تُستخدم تقنية المرشحات الخزفية الرغوية وطرق التنقية على نطاق واسع لإزالة الشوائب من سبائك الألومنيوم المنصهرة.

يأتي جزء من الشوائب الموجودة في سبائك الألومنيوم مباشرةً من الخردة، ويتشكل معظمها أثناء عمليات الصهر والصب، وتكون في الغالب شوائب أكسيدية. وتُسمى جميع الشوائب الموجودة قبل الصب «شوائب الأكسدة الأولية». ووفقًا للحجم، يمكن تقسيمها إلى فئتين: الأولى هي التوزيع غير المتساوي للشوائب الكبيرة في البنية الكلية، مما يجعل بنية السبيكة غير متصلة، ويقلل من تماسك المسبوك، ويصبح مصدرًا للتآكل والشقوق، مما يقلل بشكل كبير من قوة السبيكة ومرونتها. والفئة الأخرى هي الشوائب الدقيقة المتناثرة، التي لا يمكن إزالتها تمامًا بعد التكرير، مما يزيد من لزوجة المادة المنصهرة ويقلل من قدرة الألومنيوم المنصهر على التغذية أثناء التصلب.
تتشكل شوائب الأكسدة الثانوية بشكل أساسي أثناء عملية الصب. فعند صب المعدن، يتلامس الألومنيوم السائل مع الهواء، فيتفاعل الأكسجين مع الألومنيوم لتكوين شوائب أكسيد.

أثناء عملية الصهر، تتفاعل سبائك الألومنيوم مع مكونات مختلفة في غاز الفرن لتكوين مركب Al₂O₃ ومركبات أخرى. ويؤدي وجود مركب Al₂O₃ في الألومنيوم المنصهر إلى زيادة محتوى الهيدروجين في سبائك الألومنيوم المنصهرة. ولذلك، فإن محتوى مركب Al₂O₃ في الألومنيوم المنصهر له تأثير كبير على تكوّن المسام في مصبوبات الألومنيوم.

مرشح سيراميكي رغوي أصبحت هذه التقنية متاحة الآن في سبعينيات القرن الماضي. ويُعد استخدام ألواح الترشيح الخزفية الرغوية طريقة فعالة لإزالة الشوائب من الألومنيوم المنصهر. أما بالنسبة لشبكة الترشيح المعدنية ومرشح القماش الليفي، فيمكنهما إزالة الشوائب الكبيرة الموجودة في جسم سبائك الألومنيوم فقط، ولكنهما لا يستطيعان إزالة الشوائب التي يقل حجمها عن مستوى الميكرون، كما أن شبكة الترشيح المعدنية ستلوث سبائك الألومنيوم أيضًا. يمكن لألواح الترشيح الخزفية الرغوية تصفية الشوائب الدقيقة وتحسين أداء المسبوكات وجودة مظهرها بشكل ملحوظ. وهي الخيار الأول لورش الصهر والصب.