مرشحات رغوية خزفية للمسابك

يستخدم ترشيح الألومنيوم المنصهر مرشحات من الرغوة الخزفية في المسابك. وهي مرشحات يمكن التخلص منها بعد الاستخدام مرة واحدة، مصنوعة من رغوة خزفية مسامية، ويتم التحكم في حجم مسامها بدقة. ونظرًا لبساطة تشغيلها والنتائج الجيدة التي تحققها على المدى القصير، فإنها عادةً ما تكون معدات الترشيح الوحيدة المستخدمة في العديد من المسابك.

لا يكفي أن يتمتع المرشح الخزفي الرغوي بكفاءة ترشيح جيدة، بل يجب أن يتمتع أيضًا بمعدل تدفق عالٍ وثابت، وقوة جيدة، وسعة عالية، ودقة أبعاد جيدة. ويجب تحقيق ذلك بأقل تكلفة ممكنة. وتتعارض بعض هذه المعايير مع بعضها البعض؛ فعلى سبيل المثال، إذا كانت سعة المرشح كبيرة جدًّا، فقد تتأثر كفاءة الترشيح. لذلك، فإن المرشح الأكثر فعالية هو ذلك الذي تم تصميمه بعناية لتوفير أفضل أداء في جميع هذه المعايير.

المعلمات الرئيسية الثلاثة للمرشحات الخزفية الرغوية المستخدمة في المسابك هي:

مساحة المرشح — كلما زادت المساحة، زاد التدفق المحتمل للمعادن. ومع ذلك، قد يكون من الصعب التعامل مع البلاطات الكبيرة بسبب خطر تعرضها للتلف.

حجم المسام — كلما كان حجم المسام أصغر، زادت كفاءة المرشح. ومع ذلك، فمن المرجح أن يؤدي ذلك إلى إعاقة الجهات الفاعلة على المدى المتوسط.

السماكة — كلما زادت سماكة المرشح، زادت كفاءة الترشيح. ومع ذلك، قد يكون تشغيله في البداية أكثر صعوبة.

بالنسبة للمنتجات الرئيسية الشاملة، تستخدم بعض شركات تصنيع الرقائق مرشحات ذات طبقة عميقة. وعادةً ما يتضمن ذلك ترشيح الألومنيوم المنصهر عبر طبقات من الوسائط الخزفية ذات الأحجام المختلفة. ورغم أن هذه الوسائط عادةً ما تكون فعالة جدًّا (عادةً ما تزيد فعاليتها عن 85%)، إلا أن تشغيلها قد يكون مكلفًا. ويرجع ذلك إلى المساحة الأرضية المطلوبة والعمر التشغيلي المحدود لوسائط الترشيح. وعادةً ما يتعين استبدالها والتخلص منها بانتظام.

بالنسبة لبعض التطبيقات الحرجة للغاية، عادةً ما تُستخدم مرشحات الأنابيب الخزفية الأكثر تكلفة.

من خلال الترشيح العميق لـ مرشح رغوي خزفي وباستخدام جزيئات خزفية مغلفة بطبقة نشطة، يمكن إزالة الشوائب الموجودة في الألومنيوم المنصهر. وأظهرت نتائج اختبار الشد أن استطالة عينة الشد التي خضعت للترشيح زادت بنسبة 17.93%، في حين لم تزد قوة الشد.

أظهر الفحص بالمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) أن الشقوق والانبعاجات الثانوية في عينة الشد المُصفَّاة كانت أدق وأكثر اتساقًا مقارنةً بعينة الشد غير المُصفَّاة. بالإضافة إلى ذلك، أظهر الفحص المعدني وجود عدد قليل فقط من الشوائب التي يبلغ قطرها حوالي 6 ميكرومتر في العينة التي خضعت للترشيح، بينما تم العثور على شوائب يبلغ قطرها حوالي 40 ميكرومتر في العينة التي لم تخضع للترشيح. كفاءة الترشيح لجزيئات السيراميك المطلية أعلى من كفاءة مرشح الرغوة السيراميكية المطلية. يمكن للطلاء النشط أن يحبس الشوائب بفعالية ويذيب مادة Al₂O₃ الموجودة فيها أثناء عملية الترشيح.