Proceso de fabricación de filtros de espuma cerámica

El proceso de fabricación de filtros de espuma cerámica incluye el proceso de formación de poros, el proceso de espumado, el proceso sol-gel, el proceso de sinterización de partículas sólidas, el proceso de acumulación de partículas y el proceso de moldeo por inyección de gel, entre otros.

Proceso de fabricación de filtros de espuma cerámica

Incorporación del proceso de formación de poros

El proceso de incorporación del agente porógeno consiste en añadirlo a los ingredientes de la cerámica y utilizarlo para que ocupe un determinado espacio en el cuerpo. A continuación, tras la sinterización, el formador de poros da lugar a una espuma cerámica porosa a partir del sustrato. Este proceso permite obtener una estructura de espuma cerámica porosa con formas complejas y variadas, pero presenta el inconveniente de una escasa controlabilidad y una distribución de porosidad deficiente.

Proceso de formación de espuma

El proceso de espumado consiste en añadir sustancias químicas orgánicas o inorgánicas a los componentes cerámicos, generar gases volátiles mediante reacciones químicas y, tras el secado, someterlos a cocción para obtener cerámicas porosas. La ventaja del proceso de espumado es que permite controlar fácilmente la forma, la composición y la densidad del producto, y resulta especialmente adecuado para la preparación de materiales cerámicos de célula cerrada. Sin embargo, el proceso de fabricación de la cerámica espumada es complicado y difícil de controlar, y el polvo de cerámica espumada tiende a desprenderse fácilmente y contiene un gran número de celdas cerradas, por lo que rara vez se utiliza en la preparación real.

Método sol-gel

El método sol-gel, que se utiliza principalmente para preparar materiales cerámicos microporosos a escala nanométrica, permite, al mismo tiempo, mediante un proceso mejorado, obtener materiales cerámicos espumados de alta pureza. Al utilizar la tecnología sol-gel para preparar la espuma, la viscosidad del sistema aumenta rápidamente durante la conversión del sol en gel, lo que estabiliza las burbujas generadas en la fase inicial y facilita la formación de espuma. Este proceso permite obtener una película cerámica espumada con poros de tamaño nanométrico y una distribución uniforme de los poros, aunque la forma del producto está limitada en cierta medida.

Proceso de sinterización en fase sólida

El proceso de sinterización en fase sólida, que aprovecha la facilidad de sinterización de las partículas finas. Las partículas finas de la misma composición se añaden al agregado. Las partículas finas se evaporan y migran a una temperatura determinada, y se sinterizan y se unen para formar partículas de mayor tamaño. Se unen partículas de mayor tamaño. Dado que cada grano cristalino se agrega con otras partículas solo en unos pocos puntos, se forma un gran número de poros tridimensionales en el cuerpo sinterizado de filtro de espuma cerámica.

Proceso de extrusión

El proceso de extrusión es uno de los métodos más utilizados para la fabricación de filtros cerámicos porosos de estructura alveolar. El cuerpo cerámico poroso obtenido mediante este proceso presenta un tamaño de poro, una forma y una porosidad uniformes, y es adecuado para la producción en serie; sin embargo, resulta difícil fabricar productos con poros de tamaño reducido. En el proceso de fabricación, el moldeo por extrusión constituye la etapa fundamental. El proceso permite diseñar con precisión la forma y la abertura de los poros según las necesidades, pero no permite crear una estructura de canales compleja ni un material con aberturas más pequeñas. Al mismo tiempo, plantea mayores exigencias a los materiales plásticos.

Proceso de extrusión

El proceso de acumulación de partículas para formar poros, que se basa en la acumulación de partículas más gruesas para crear una estructura porosa granular integrada. Las partículas gruesas se unen a las finas mediante un adhesivo fundido, y también pueden utilizarse en combinación con adhesivos fusibles. Esta tecnología permite ajustar el grado de finura de las partículas a la estructura porosa. La porosidad del producto suele oscilar entre el 20% y el 30%. Se añaden a las materias primas materiales como polvo y almidón, que se volatilizan a alta temperatura para aumentar la porosidad hasta el 75%.

Proceso de moldeo por inyección de gel

El proceso de moldeo por inyección de gel, que es un nuevo tipo de método de moldeo ampliamente utilizado. Mediante el uso de moldes no porosos, la suspensión cerámica se solidifica in situ para formar un cuerpo solidificado gracias a la reacción química que tiene lugar en el interior de la suspensión o a una pequeña cantidad de aditivos, con lo que se obtiene un cuerpo en bruto con una buena uniformidad microscópica y una mayor densidad, lo que mejora la fiabilidad de la pieza moldeada. Como nuevo método para fabricar cerámicas porosas, la espumación de la suspensión es la opción más económica, y el cuerpo verde formado mediante polimerización y solidificación in situ presenta una estructura reticular interna y una elevada resistencia.