Les principaux facteurs déterminant l'efficacité de filtration d'un filtre céramique sont la précision de filtration et le débit de filtration. La précision de filtration fait référence à la taille des plus petites particules solides présentes dans le fluide que le filtre est capable de retenir. Pour un même fluide, plus la taille des pores est petite, plus la précision de filtration est élevée, et inversement. Pour les milieux liquides, les particules d’impuretés pouvant être retenues représentent environ 1/15 à 1/5 de la taille des pores de l’élément filtrant. Pour les milieux gazeux, en raison du mouvement brownien relativement actif, l’effet de capture par diffusion est considérablement renforcé, et la précision de filtration est augmentée en conséquence pour atteindre 1/30 à 1/20 de la taille des pores. Le débit de filtration correspond au débit du milieu fluide traversant la céramique poreuse par unité de temps. La viscosité du fluide, la pression de service du fluide et la microporosité de l’élément filtrant lui-même constituent les principaux facteurs d’influence.
Le filtre en mousse céramique sépare les inclusions présentes dans l'alliage de coulée liquide grâce aux effets physiques et chimiques exercés sur le métal en fusion, et permet d'obtenir l'efficacité de filtration du filtre céramique pour purifier le métal en fusion. Le mécanisme de filtration repose principalement sur le mécanisme du gâteau de filtration, l'effet de surface et l'effet de rectification.
La structure complexe de la mousse céramique permet de bloquer efficacement les scories par voie mécanique. Lorsque le métal en fusion traverse le filtre en mousse céramique à structure complexe, la séparation mécanique opérée par le milieu filtrant retient les inclusions plus grosses que les pores de la surface du filtre et les fait précipiter à l’extrémité du filtre par laquelle s’écoule le métal liquide ; elles deviennent alors partie intégrante du filtre. À mesure que le nombre d’inclusions accumulées à la surface du filtre augmente, une couche de “ gâteau de filtration ” se forme progressivement, ce qui rétrécit encore davantage le canal d’écoulement du métal en fusion, permettant ainsi à la surface du nouveau milieu filtrant de retenir des inclusions plus fines. Parallèlement, l’intérieur du média exerce également un effet filtrant. Parmi les nombreux petits trous qui traversent le corps en céramique, certains présentent de minuscules fentes, tandis que d’autres sont en cul-de-sac. Ces différentes zones de variation constituent des emplacements potentiels pour l’interception des inclusions. Un effet de “ gâteau de filtration ” se produit également à l’intérieur du filtre.
Lorsque le métal en fusion s'écoule à travers le corps en céramique à structure complexe, il se divise en de nombreux petits flux, ce qui augmente la surface de contact et la probabilité de contact entre les inclusions présentes dans le métal en fusion et le milieu filtrant. La surface du filtre étant constituée d’innombrables micro-surfaces convexes et concaves, elle permet une adsorption électrostatique et une interception par adhérence des inclusions.
Lorsque le métal en fusion s'écoule à travers le filtre en céramique alvéolée, il se divise en nombreux petits flux de faible diamètre, et l'écoulement tend à devenir laminaire. Lorsque le métal en fusion se trouve dans un état d’écoulement laminaire, la densité du métal en fusion étant bien supérieure à celle des inclusions, ces dernières ont suffisamment de temps pour remonter à la surface et être éliminées ; en d’autres termes, le filtre en céramique alvéolaire aide le canal transversal à retenir les scories. Une fois le filtre placé dans le système de coulée, la force d’assistance à l’écoulement du métal en fusion est accrue ; le métal en fusion s’écoulant dans le canal de coulée a ainsi tendance à adopter un mouvement plus lent, et le débit est réduit, ce qui favorise la remontée des inclusions à la surface du canal de coulée et leur rétention à cet endroit.
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