مواد الترشيح الرغوية الخزفية، مرشحات الرغوة الخزفية المصنوعة من الألومينا

مواد الترشيح الرغوية الخزفية

إن استخدام مواد الترشيح الرغوية الخزفية المناسبة المقاومة للحرارة العالية في مصانع صب الألومنيوم يؤثر على الإنتاجية. وتُصنع مرشحات الرغوة الخزفية من الألومينا التي صممتها شركة AdTech خصيصًا من المادة الخام الأساسية، وهي أكسيد الألومنيوم. ويتم تصنيعها بدرجات مسامية تتراوح من 10 إلى 60 مسامًا في البوصة (PPI). كما تتوفر مجموعات مركبة بمعدل مسامية يتراوح بين 20 و30 PPI، مع إمكانية اختيار خيارات أخرى. ويتم تصنيع مرشحات بأحجام مختلفة ومرشحات مصنوعة حسب الطلب وفقًا للمواصفات المطلوبة.

يتميز الألومينا بمعامل تمدد حراري خطي مرتفع نسبيًا (8.0×10−6/°C)، كما أن الأشكال المتجانسة المصنوعة من الألومينا، مثل مرشحات الرغوة الخزفية, ، تتميز بمقاومة ضعيفة للصدمات الحرارية بسبب الإجهادات الحرارية العالية الناتجة عن تضافر التدرجات الحرارية الناجمة عن التسخين غير المتساوي وارتفاع معامل التمدد الحراري. أثناء التسخين المسبق والتلامس الأولي مع المعدن المنصهر، قد تتعرض مادة مرشح الرغوة الخزفية للتشقق أو التفتت بسبب الصدمة الحرارية، مما يؤدي إلى تسرب مادة المرشح إلى داخل السبيكة أو القضيب حيث تصبح شوائب. بالإضافة إلى ذلك، عندما يتم تثبيت مرشح رغوة الألومينا في وعاء الترشيح أثناء التسخين المسبق والاستخدام، يمكن أن تنشأ ضغوط انضغاطية جانبية عالية نتيجة لمعدل التمدد الحراري المرتفع للمرشح، مما يؤدي إلى فشل المرشح بسبب الضغط.

يُستخدم أورثوفوسفات الألومنيوم (Al(H₂PO₄)₃) على نطاق واسع كمادة رابطة مقاومة للحرارة في صناعة المعادن. فهو يكتسب قوة جيدة في الحالة الخام أثناء التجفيف عند درجة حرارة منخفضة نسبيًّا، ويتميز بانكماش منخفض في الحالة الخام، ويكتسب قوة جيدة أثناء عملية الحرق اللاحقة. يُعد أورثوفوسفات الألومنيوم مادة غير مكلفة نسبيًا ومتوفرة على نطاق واسع، كما تتطلب درجة حرارة حرق منخفضة نسبيًا (1,100 درجة مئوية) للحصول على الرابطة النهائية لفوسفات الألومنيوم (AlPO4). ولهذه الأسباب، ولأن أورثوفوسفات الألومنيوم منخفض التكلفة نسبياً، تُستخدم هذه المادة على نطاق واسع في تصنيع مرشحات الرغوة الخزفية لاستخدامها في ترشيح الألومنيوم المنصهر.

فيما يلي المتطلبات المثالية لمواد الترشيح الرغوية الخزفية:

1. مقاومة عالية للصدمات الحرارية — يجب ألا تتشقق المادة أو تتفتت أثناء التسخين المسبق أو عند ملامستها للمعدن المنصهر. كما يجب أن تتمتع المادة بمدد حراري منخفض لتقليل الضغوط الانضغاطية الجانبية إلى أدنى حد أثناء تثبيتها في وعاء المرشح.

2. مقاومة التآكل: يجب ألا تتفاعل مادة المرشح الرغوية الخزفية تفاعلًا ملحوظًا في نطاق الاستخدام المقصود (الوقت، ودرجة الحرارة، ومحتوى السبائك)، ويجب أن تظل غير متأثرة بالألمنيوم المنصهر وسبائكه الشائعة.

3. قوة كافية في مقاومة الانحناء والضغط

4. إنتاجها اقتصادي.

5. يجب أن تكون مادة المرشح آمنة عند التعامل معها والتخلص منها بعد الاستخدام.

6. كثافة منخفضة أو وزن خفيف، مما يسهل على مشغل حفرة الصب التعامل معها.