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Fabricação de filtros de espuma cerâmica

Fabricação de filtros de espuma cerâmica

O pó de cianita é utilizado na fabricação de filtros de espuma cerâmica, mas qualquer pó de aluminosilicato, sílica amorfa, silicato de magnésio e alumínio ou silicato de lítio e alumínio pode ser utilizado com a mesma eficácia.

Acredita-se que a cianita produza uma estrutura granular estável, conferindo ao produto final características de baixa expansão térmica. Além disso, a matéria-prima é economicamente vantajosa em termos de fornecimento estável a longo prazo e em grandes volumes.

A pasta aquosa utiliza, além disso, matérias-primas contendo boro, que fornecem um formador de fase vítrea para o produto final durante o processo de queima. Entre as matérias-primas exemplares estão o ácido bórico, o óxido de boro, a colemanita, o borato de cálcio ou vidro contendo boro. O mais preferido é o ácido bórico. O material contendo boro utilizado na pasta aquosa, em uma concentração de 2 a 25% em peso, proporciona um sistema formador de vidro em conjunto com outros componentes da pasta durante o processo de queima. Esse vidro contém material de revestimento, que, por sua vez, protege as partículas de aluminosilicato da liga de alumínio fundida em uso.

A pasta aquosa contém, preferencialmente, agentes auxiliares para controlar diversas propriedades. Entre os aditivos particularmente preferidos estão surfactantes, modificadores reológicos, antiespumantes, auxiliares de sinterização, solventes, dispersantes e similares. Uma pasta pode ser definida como tendo uma fase sólida e uma fase de transporte, em que a fase sólida inclui o precursor cerâmico e a fase de transporte inclui um solvente e um agente auxiliar. A água é o solvente ou transportador preferido.

Fabricação de filtros de espuma cerâmica

Após a impregnação da espuma precursora com a pasta cerâmica aquosa, a secagem do material cerâmico é geralmente realizada em um secador por convecção a uma temperatura entre 100 °F e 600 °F, por um período de 15 minutos a 6 horas. É preferível um período mais curto para garantir a economia do processo e uma alta taxa de produção.

A fabricação de munições da filtros de espuma cerâmica geralmente ocorre acima da temperatura na qual a fase vítrea do material pode ser formada e consolidada, resultando nas características de resistência mecânica e resistência à corrosão exigidas no produto final. A queima é geralmente realizada em um forno contínuo a uma temperatura superior a 1.100 °C por um período de 1 a 3 horas, e a temperatura máxima é mantida por 15 minutos a 1 hora. Temperaturas mais baixas e duração mais curta melhoram a economia do processo de fabricação. No entanto, é necessário garantir tempo e temperatura suficientes para atingir a resistência mecânica e à corrosão exigidas do material.

O tamanho dos poros do filtro é determinado principalmente pelo tamanho inicial dos poros da espuma polimérica utilizada no processo. Para uma filtragem eficaz filtragem de liga de alumínio, o tamanho típico dos poros primários varia entre 10 e 70 poros por polegada linear. No entanto, cada aplicação requer um tamanho de poro específico, que depende da eficiência de filtração e da permeabilidade de filtração exigidas pela fundição. O tamanho dos poros é frequentemente referido como o número de orifícios em uma dimensão linear, como o número de orifícios por polegada. Quanto maior o valor de PPI, menor o diâmetro da célula.