تُستخدم مرشحات الرغوة الخزفية في عمليات الصب والمواد المساعدة لإزالة الشوائب في معظم مصانع صب الألومنيوم. يتفاعل الألومنيوم السائل كيميائيًا مع الأكسجين والنيتروجين والكبريت والكربون وعناصر أخرى لتكوين شوائب غير معدنية. ومن بين هذه الشوائب، تُعد شوائب الأكسيد (Al₂O₃) هي التي تسبب أخطر أنواع التلوث المعدني. بشكل عام، تتراوح الكمية الإجمالية للشوائب الأكسيدية في السبيكة بين 0.002% و0.02%.
مرشحات رغوية خزفية تُستخدم عملية «الصب» لإزالة الشوائب غير المعدنية من سائل سبائك الألومنيوم، وتُعتمد فيها معالجة بالفلوس داخل الفرن. وقد أصبحت تقنية الترشيح باستخدام الرغوة الخزفية خارج الفرن منذ فترة طويلة وسيلة مهمة لتنقية الألومنيوم المنصهر.
فيما يلي مصادر الشوائب الموجودة في سبائك الألومنيوم:
(1) الأكسيد الناتج عن التفاعل بين سطح سبائك الألومنيوم والغاز المؤكسد الموجود في غاز الفرن، مثل Al₂O₃. ويمكن لطبقة الأكسيد هذه حماية الألومنيوم السائل من الأكسدة. ومع ذلك، بمجرد تكسر الطبقة السطحية، فإنها ستُغمر في الألومنيوم المنصهر. ونظرًا لأن Al₂O₃ يتميز بنقطة انصهار عالية (2050 درجة) وكثافة (3.5~4.0) أعلى من تلك الخاصة بالألومنيوم المنصهر، فإنه لا يطفو على السطح، مما يسهل تكوّن شوائب أكسيدية في قطعة الصب.
(2) يُعد الأكسيد الموجود في الخام مصدرًا مهمًا أيضًا للشوائب الأكسيدية في السبيكة. فعلى سبيل المثال، تحتوي سبائك الألومنيوم والسبائك الوسيطة على شوائب مثل Al₂O₃، كما أن صدأ الألومنيوم Al(OH)₃ الموجود على سطح سبيكة الألومنيوم يمكن أن يلوث الألومنيوم المنصهر بشكل مباشر أثناء عملية الصهر.
بالمقارنة مع الألومنيوم، فإن عناصر السبائك مثل السيليكون والزنك والنحاس وغيرها، والتي تتمتع بقدرة أقل على الارتباط بالأكسجين، لا تتأكسد بسهولة بفضل الحماية التي توفرها طبقة الأكسيد. وحتى في حالة تأكسد كمية ضئيلة من هذه العناصر، فإن الأكسيد الناتج يكون كثيفًا ولا يضر باستمرارية طبقة أكسيد الألومنيوم. لذلك، لا تحتاج عمليات صهر سبائك Al-Si وAl-Cu وAl-Zn إلى إضافة عوامل التغطية.
العنصر الذي يتمتع بتقارب كيميائي مع الأكسجين في سبائك الألومنيوم هو المغنيسيوم. والمغنيسيوم أخف وزنًا من الألومنيوم ويتأكسد بسهولة أكبر منه. كما أن أكسيد المغنيسيوم (MgO) المتكون بعد الأكسدة ليس كثيفًا، مما يؤدي إلى تدمير طبقة أكسيد الألومنيوم الكثيفة. ونظرًا لأن المغنيسيوم يقضي على التأثير الوقائي لطبقة أكسيد الألومنيوم، فإن صهر سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم يجب أن يتم وفقًا لقواعد استخدام مادة التذويب.
