{"id":17192,"date":"2022-08-12T02:06:43","date_gmt":"2022-08-12T02:06:43","guid":{"rendered":"http:\/\/www.alalloycasting.com\/?p=17192"},"modified":"2022-08-25T02:32:40","modified_gmt":"2022-08-25T02:32:40","slug":"porous-ceramic-filter-slurry","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.alalloycasting.com\/es\/porous-ceramic-filter-slurry\/","title":{"rendered":"suspensi\u00f3n de filtro cer\u00e1mico poroso"},"content":{"rendered":"

filtro cer\u00e1mico poroso<\/a> La impregnaci\u00f3n con pasta presenta requisitos estrictos en cuanto a la composici\u00f3n de la pasta. En este art\u00edculo se describe el proceso de impregnaci\u00f3n.<\/p>\n

impregnaci\u00f3n de espuma org\u00e1nica (pol\u00edmera)<\/p>\n

El proceso de inmersi\u00f3n en espuma org\u00e1nica fue inventado por Schwartzwalder en 1963. Se trata de un m\u00e9todo que consiste en impregnar la pasta cer\u00e1mica con espuma org\u00e1nica y, tras el secado, quemar dicha espuma para obtener el producto final. La pasta de buena calidad se recubre de manera uniforme sobre la red de espuma org\u00e1nica, y los poros en forma de malla se obtienen tras la combusti\u00f3n de la espuma org\u00e1nica.<\/p>\n

El tama\u00f1o de los poros del producto final depende principalmente del tama\u00f1o de los poros de la espuma org\u00e1nica y tambi\u00e9n guarda cierta relaci\u00f3n con el espesor de la capa de la suspensi\u00f3n sobre la espuma org\u00e1nica; sin embargo, la estructura porosa del cuerpo poroso de malla es pr\u00e1cticamente id\u00e9ntica a la de la matriz de espuma org\u00e1nica. Estructura esquel\u00e9tica tridimensional en forma de red de poros. El principio de formaci\u00f3n de poros de este proceso se muestra en la figura 1-1.<\/p>\n

Esta estructura especial le confiere importantes ventajas como material filtrante: (1) Cuando el fluido lo atraviesa, la p\u00e9rdida de presi\u00f3n es m\u00ednima. (2) Gran superficie y alta eficiencia de contacto con el fluido. (3) Es ligero. En comparaci\u00f3n con los cuerpos sinterizados de part\u00edculas cer\u00e1micas y los tejidos de fibra de vidrio que se utilizan tradicionalmente, este tipo de filtro cer\u00e1mico poroso se emplea para la filtraci\u00f3n de fluidos, especialmente para la filtraci\u00f3n de metal fundido.<\/p>\n

(1) Debe tratarse de un material de malla abierta que garantice que la pasta cer\u00e1mica pueda penetrar libremente y adherirse entre s\u00ed, de modo que, tras la cocci\u00f3n, se forme un esqueleto tridimensional poroso en forma de red;<\/p>\n

(2) Debe presentar un cierto grado de hidrofilia, que permita adsorber firmemente la pasta cer\u00e1mica<\/p>\n

(3) Debe haber suficiente elasticidad para garantizar que el exceso de lechada pueda recuperarse r\u00e1pidamente y volver a su forma original;<\/p>\n

(4) Se volatiliza por debajo de la temperatura de cocci\u00f3n de la cer\u00e1mica y no la contamina.<\/p>\n

\"filtro
suspensi\u00f3n de filtro cer\u00e1mico poroso<\/figcaption><\/figure>\n

El polvo cer\u00e1mico se selecciona en funci\u00f3n de los distintos fines del filtro cer\u00e1mico poroso<\/a> se ha desarrollado un material en suspensi\u00f3n. Por ejemplo, para filtrar metales no ferrosos como el aluminio, el cobre, el zinc, el esta\u00f1o y otras aleaciones de bajo punto de fusi\u00f3n, se suelen seleccionar materiales de cordierita, al\u00famina, Al\u2082O\u2083 y de la serie Al\u2082O\u2083CrO\u2083; mientras que, en la fundici\u00f3n de metales ferrosos y sus aleaciones, debido a la mayor actividad qu\u00edmica y a la temperatura de fundici\u00f3n m\u00e1s elevada.<\/p>\n

El uso de carburo de silicio como filtro de alta temperatura; el uso de materiales de la serie ZrO\u2082-Al\u2082O\u2083 parcialmente estabilizados y de materiales filtrantes de la serie magnesio-aluminio para filtrar el acero fundido puede reducir eficazmente el contenido de inclusiones en el acero fundido; el uso de un compuesto de cordierita-mullita como cer\u00e1mica permite filtrar las part\u00edculas de los gases de escape di\u00e9sel. En conclusi\u00f3n, la selecci\u00f3n de polvos cer\u00e1micos adecuados es muy importante para la preparaci\u00f3n de materiales filtrantes cer\u00e1micos porosos de malla, pr\u00e1cticos y de alto rendimiento.<\/p>\n

La pasta est\u00e1 compuesta principalmente por polvo cer\u00e1mico, disolvente y aditivos. Por lo general, se utiliza agua como disolvente, aunque tambi\u00e9n se emplean disolventes org\u00e1nicos como el etanol. Adem\u00e1s de las propiedades propias de una pasta cer\u00e1mica general, la pasta tambi\u00e9n debe tener un contenido en s\u00f3lidos lo m\u00e1s alto posible (el contenido en agua suele ser de 10~40wt%, y la densidad de la pasta es de 18~2,2 g\/cm\u00b3) y una mejor tixotrop\u00eda. La pasta de alto rendimiento no solo es beneficiosa para el moldeo, sino que tambi\u00e9n desempe\u00f1a un papel importante a la hora de garantizar el rendimiento de los productos. Al mismo tiempo, para obtener una pasta m\u00e1s adecuada para el moldeo por inmersi\u00f3n, es necesario a\u00f1adir una cierta cantidad de aditivos. Los aditivos suelen consistir en lo siguiente:<\/p>\n

(1) Aglutinante. A\u00f1adir un aglutinante a la pasta para preparar la malla filtro cer\u00e1mico poroso<\/a> La pasta no solo ayuda a mejorar la resistencia del cuerpo verde tras el secado, sino que tambi\u00e9n evita que este se desmorone durante el proceso de eliminaci\u00f3n de los componentes org\u00e1nicos, garantizando as\u00ed que el cuerpo sinterizado final tenga suficiente resistencia mec\u00e1nica. Los aglutinantes se dividen en aglutinantes inorg\u00e1nicos y aglutinantes org\u00e1nicos. Los aglutinantes inorg\u00e1nicos m\u00e1s utilizados son el potasio, el silicato de sodio, el borato, el fosfato, el sol de hidr\u00f3xido de aluminio y el sol de s\u00edlice. El tipo y las caracter\u00edsticas del aglutinante influyen en gran medida en el rendimiento del producto. Es muy importante elegir el aglutinante adecuado para mejorar el rendimiento de la malla. Por ejemplo, la al\u00famina porosa se prepara utilizando gel de hidr\u00f3xido de aluminio como aglutinante, lo que mejora considerablemente la resistencia a la corrosi\u00f3n del filtro frente al aluminio fundido.<\/p>\n

(2) Dispersante. Para aumentar el contenido de s\u00f3lidos de la suspensi\u00f3n, es necesario a\u00f1adir dispersantes tanto a los sistemas a base de agua como a los que no lo son. Los dispersantes pueden mejorar la estabilidad de la suspensi\u00f3n, evitar que las part\u00edculas se reaglomeren y, de este modo, aumentar el contenido en s\u00f3lidos de la suspensi\u00f3n. Sin embargo, cabe se\u00f1alar que, para diferentes sistemas de polvo, el efecto de los dispersantes suele ser distinto. En el caso del sistema a base de agua de Al\u2082O\u2083, solo la poliamina 25wt% tiene un buen efecto dispersante; para el sistema a base de agua de SiC, el PEI (polietilenimina) es el dispersante ideal. En definitiva, elegir el dispersante adecuado es una forma importante de aumentar el contenido en s\u00f3lidos de la suspensi\u00f3n.<\/p>\n

(3) Agente reol\u00f3gico. De acuerdo con las caracter\u00edsticas de moldeo de este proceso, se requiere que la suspensi\u00f3n no solo tenga una cierta fluidez, sino tambi\u00e9n una buena tixotrop\u00eda; es decir, se requiere que la suspensi\u00f3n se encuentre en estado solidificado en reposo, pero que recupere la fluidez bajo la acci\u00f3n de una fuerza externa. Las propiedades de flujo de la suspensi\u00f3n garantizan que esta penetre en la espuma org\u00e1nica durante el proceso de impregnaci\u00f3n y recubra de manera uniforme las paredes celulares de la red de espuma. La tixotrop\u00eda de la suspensi\u00f3n garantiza que, al sumergirla y expulsar el exceso de mezcla, la viscosidad se reduzca bajo la acci\u00f3n del cizallamiento, se mejore la fluidez de la suspensi\u00f3n y se facilite el moldeo. Al final del moldeo, la viscosidad de la suspensi\u00f3n aumenta y la fluidez se reduce. Esto hace que la suspensi\u00f3n adherida a la pared del orificio sea f\u00e1cil de redondear y dar forma, evitando as\u00ed la falta de uniformidad de los poros del producto debida a un bloqueo grave del cuerpo en bruto causado por el flujo de la suspensi\u00f3n. Para mejorar las propiedades reol\u00f3gicas de la pasta, especialmente la tixotrop\u00eda, los agentes reol\u00f3gicos que se a\u00f1aden suelen ser arcillas naturales (0,1~12w%), como la bentonita, el caol\u00edn y la carboximetilcelulosa.<\/p>\n

(4) Tensioactivo. Si la suspensi\u00f3n cer\u00e1mica es una suspensi\u00f3n acuosa, y la humectabilidad entre el precursor org\u00e1nico de la espuma y la suspensi\u00f3n es deficiente, se adherir\u00e1 una suspensi\u00f3n espesa a la parte de intersecci\u00f3n de la estructura de la espuma al sumergirla; en casos graves, esto provocar\u00e1 que, durante el proceso de sinterizaci\u00f3n, el cuerpo en bruto se agriete y la resistencia del filtro cer\u00e1mico poroso<\/a>La suspensi\u00f3n cer\u00e1mica se ve claramente reducida o incluso se desintegra. Por lo tanto, para resolver este problema se suele recurrir al m\u00e9todo de a\u00f1adir tensioactivos con el fin de mejorar la adhesi\u00f3n entre la suspensi\u00f3n cer\u00e1mica y la espuma org\u00e1nica, como por ejemplo la adici\u00f3n de PEI (polietilenimina), entre otros.<\/p>\n

(5) Antiespumante. Para evitar que la pasta forme espuma durante el proceso de inmersi\u00f3n y que el exceso de pasta se extruya, lo que podr\u00eda afectar al rendimiento del producto, es necesario a\u00f1adir un agente antiespumante, generalmente un alcohol de bajo peso molecular o silicona. La espuma org\u00e1nica debe exprimirse repetidamente para eliminar el aire antes de impregnarla con la pasta, y a continuaci\u00f3n se lleva a cabo la impregnaci\u00f3n. Los m\u00e9todos incluyen el m\u00e9todo de adsorci\u00f3n a presi\u00f3n atmosf\u00e9rica, el m\u00e9todo de adsorci\u00f3n al vac\u00edo, el m\u00e9todo de laminado mec\u00e1nico y el m\u00e9todo de frotado manual. Independientemente del m\u00e9todo utilizado para la impregnaci\u00f3n, es necesario que la pasta recubra completamente la espuma org\u00e1nica. Una vez impregnada la espuma org\u00e1nica con la pasta, hay que eliminar el exceso de esta. La clave de este paso es la uniformidad de la fuerza de extrusi\u00f3n. Es necesario eliminar el exceso de pasta y garantizar que esta se distribuya de manera uniforme sobre la pared de los poros de la red para evitar su obstrucci\u00f3n. La densidad aparente del cuerpo verde formado debe situarse en el intervalo de 0,4 a 0,8 g\/cm\u00b3. La producci\u00f3n a gran escala debe realizarse con equipos como centrifugadoras o laminadoras.<\/p>\n

El cuerpo verde obtenido mediante la extrusi\u00f3n del exceso de pasta debe secarse, lo que puede hacerse a la sombra, en horno o en microondas. Cuando el contenido de humedad es inferior al 1,0 % en peso, puede cocerse. Para acortar el ciclo de producci\u00f3n, suele ser necesario dise\u00f1ar un sistema de secado adecuado.
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