Processo de fabricação de filtros cerâmicos de espuma

O filtro de cerâmica em espuma é fabricado por meio da tecnologia de replicação de espuma, que é um método convencional de produção de espuma cerâmica utilizada como dispositivo de filtragem de metal fundido. No processo de fabricação dos filtros de cerâmica em espuma, a pasta cerâmica é revestida sobre a espuma de poliuretano e, em seguida, seca e queimada. Durante o processo de queima, a espuma de poliuretano revestida com a pasta cerâmica evapora, mas a estrutura cerâmica é preservada, formando assim uma espuma cerâmica semelhante a um exoesqueleto que apresenta vazios nos locais onde antes havia o poliuretano. Essa estrutura consiste essencialmente na conexão entre os pilares, com poros ao redor ou no interior deles.

Processo de fabricação de filtros cerâmicos de espuma

A pasta utilizada é selecionada de acordo com o material cerâmico empregado na aplicação. A pasta utilizada deve ser capaz de conferir ao produto final características adequadas e deve possuir resistência mecânica suficiente para suportar condições específicas de alta temperatura. Além disso, a pasta apresenta fluidez relativamente alta, sendo preferível que a pasta utilizada no filtro seja composta por uma solução aquosa de suspensão cerâmica. Normalmente, a pasta contém água. A pasta também pode conter aditivos, como ligantes e surfactantes.

O material de espuma elástica é impregnado com uma pasta cerâmica aquosa para formar um revestimento em forma de rede semelhante a fibras na superfície do material de espuma elástica, e as cavidades também são preenchidas. Normalmente, a espuma é impregnada repetidamente com a pasta, sendo prensada entre duas impregnações para garantir a impregnação completa da espuma.

Pressione a espuma impregnada para extrair 25-75% da pasta, deixando para trás a parte da rede fibrosa que foi revestida com ela. Em operação contínua, a espuma impregnada pode ser passada por um rolo pré-ajustado para descarregar a pasta da espuma, deixando a quantidade desejada para ser impregnada. Isso também pode ser feito simplesmente apertando manualmente o material de espuma elástica até o grau desejado. Nesta etapa, a espuma ainda é elástica e forma uma estrutura adequada para a tarefa específica de filtração. Com métodos convencionais, é necessário posicionar a espuma moldada corretamente até que o substrato polimérico se decomponha ou até que a cerâmica seja sinterizada.

Seque a espuma impregnada a uma temperatura de 35 a 700 °C por um período de 2 minutos a 6 horas. Após a secagem, o material é aquecido a alta temperatura para unir as partículas cerâmicas, formando uma malha semelhante a fibras. O material impregnado e seco é aquecido em duas etapas. A primeira etapa consiste no aquecimento a uma temperatura de 350 a 700 °C, mantendo-se nessa faixa de temperatura por 2 minutos a 6 horas, para que a rede elástica de espuma se decomponha ou se volatilize. Essa etapa pode, obviamente, fazer parte do ciclo de secagem. A segunda etapa consiste no aquecimento a uma temperatura de 900 a 1.700 °C, mantendo-se nessa faixa de temperatura por 2 minutos a 10 horas para unir as cerâmicas.

O filtro de espuma cerâmica para alumínio fundido possui uma estrutura de células abertas, caracterizada por numerosas cavidades interconectadas, envoltas por uma malha cerâmica. Dependendo da estrutura necessária para um determinado processo de filtragem de metal fundido, a espuma cerâmica pode apresentar qualquer estrutura desejada.