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Fabricación de filtros de espuma cerámica

Fabricación de filtros de espuma cerámica

El polvo de cianita se utiliza en la fabricación de filtros de espuma cerámica, pero cualquier polvo de aluminosilicato, sílice amorfa, silicato de magnesio y aluminio o silicato de litio y aluminio puede utilizarse con la misma eficacia.

Se cree que la cianita proporciona una estructura granular estable, lo que confiere al producto final unas características de baja expansión térmica. Además, la materia prima resulta rentable en cuanto a su suministro estable a largo plazo y en grandes volúmenes.

La suspensión acuosa utiliza, además, materias primas que contienen boro, las cuales aportan un formador de fase vítrea al producto final durante el proceso de cocción. Entre las materias primas ejemplares se incluyen el ácido bórico, el óxido de boro, la colemanita, el borato de calcio o el vidrio que contiene boro. La más preferida es el ácido bórico. El material que contiene boro utilizado en la suspensión acuosa, en una concentración de entre el 2 y el 25% en peso, proporciona un sistema de formación de vidrio junto con otros componentes de la suspensión durante el proceso de cocción. Este vidrio contiene material de recubrimiento, que a su vez protege las partículas de aluminosilicato de la aleación de aluminio fundida que se utiliza.

La suspensión acuosa contiene, preferiblemente, agentes auxiliares para controlar diversas propiedades. Entre los aditivos especialmente preferidos se incluyen tensioactivos, modificadores reológicos, antiespumantes, coadyuvantes de sinterización, disolventes, dispersantes y similares. Se puede definir una suspensión como un sistema que presenta una fase sólida y una fase portadora, en la que la fase sólida incluye el precursor cerámico y la fase portadora incluye un disolvente y un agente auxiliar. El agua es el disolvente o portador preferido.

Fabricación de filtros de espuma cerámica

Tras impregnar la espuma precursora con la suspensión cerámica acuosa, el secado del material cerámico se lleva a cabo normalmente en un secador por convección a una temperatura comprendida entre 100 °F y 600 °F durante un tiempo de entre 15 minutos y 6 horas. Es preferible que la duración sea más corta para garantizar la rentabilidad del proceso y una alta cadencia de fabricación.

La fábrica de cerámica de filtros de espuma cerámica Suele producirse por encima de la temperatura a la que se puede formar y solidificar la fase vítrea del material, lo que confiere al producto final las características de resistencia mecánica y resistencia a la corrosión requeridas. La cocción se lleva a cabo normalmente en un horno continuo a una temperatura superior a 1100 °C durante un periodo de entre 1 y 3 horas, y la temperatura máxima se mantiene entre 15 minutos y 1 hora. Una temperatura más baja y una duración más corta mejoran la rentabilidad de la fabricación. No obstante, deben proporcionarse el tiempo y la temperatura suficientes para alcanzar la resistencia mecánica y la resistencia a la corrosión requeridas del material.

El tamaño de los poros del filtro viene determinado principalmente por el tamaño inicial de los poros de la espuma polimérica utilizada en el proceso. Para que sea eficaz filtración mediante aleación de aluminio, el tamaño típico de los poros primarios oscila entre 10 y 70 poros por pulgada lineal. Sin embargo, cada aplicación requiere un tamaño de poro específico, que depende de la eficiencia de filtración y de la permeabilidad de filtración necesarias en el taller de fundición. El tamaño de poro se suele expresar como el número de orificios en una dimensión lineal, como por ejemplo el número de orificios por pulgada. Cuanto mayor sea el valor de PPI, menor será el diámetro de la celda.