{"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\/pt\/porous-ceramic-filter-slurry\/","title":{"rendered":"pasta de filtro de cer\u00e2mica porosa"},"content":{"rendered":"

filtro cer\u00e2mico poroso<\/a> A impregna\u00e7\u00e3o com pasta apresenta requisitos rigorosos quanto \u00e0 composi\u00e7\u00e3o da pasta. Este artigo descreve o processo de impregna\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

impregna\u00e7\u00e3o de espuma org\u00e2nica (pol\u00edmero)<\/p>\n

O processo de imers\u00e3o em espuma org\u00e2nica foi inventado por Schwartzwalder em 1963. Trata-se de um m\u00e9todo que consiste em impregnar a pasta cer\u00e2mica com espuma org\u00e2nica e, ap\u00f3s a secagem, queimar a espuma org\u00e2nica para obter o produto final. A pasta de boa qualidade \u00e9 revestida uniformemente sobre a rede de espuma org\u00e2nica, e os poros do tipo malha s\u00e3o obtidos ap\u00f3s a queima da espuma org\u00e2nica.<\/p>\n

O tamanho dos poros do produto final depende principalmente do tamanho dos poros da espuma org\u00e2nica e tamb\u00e9m apresenta uma certa rela\u00e7\u00e3o com a espessura da camada da pasta aplicada sobre a espuma org\u00e2nica; no entanto, a estrutura porosa do corpo poroso em malha \u00e9 praticamente a mesma que a da matriz da espuma org\u00e2nica. Estrutura esquel\u00e9tica tridimensional da rede de poros. O princ\u00edpio de forma\u00e7\u00e3o de poros desse processo \u00e9 mostrado na Figura 1-1<\/p>\n

Essa estrutura especial confere-lhe vantagens significativas como material filtrante: (1) Quando o fluido passa por ele, a perda de press\u00e3o \u00e9 pequena. (2) Grande \u00e1rea de superf\u00edcie e alta efici\u00eancia de contato com o fluido. (3) Leve. Em compara\u00e7\u00e3o com o corpo sinterizado de part\u00edculas cer\u00e2micas e o tecido de fibra de vidro tradicionalmente utilizados, esse tipo de filtro cer\u00e2mico poroso \u00e9 empregado na filtragem de fluidos, especialmente na filtragem de metal fundido.<\/p>\n

(1) Deve ser um material de malha aberta para garantir que a pasta cer\u00e2mica possa penetrar livremente e aderir entre si, de modo que, ap\u00f3s a queima, seja formada uma estrutura tridimensional porosa em forma de rede;<\/p>\n

(2) Deve possuir um certo grau de hidrofilicidade, capaz de adsorver firmemente a pasta cer\u00e2mica<\/p>\n

(3) Deve haver resili\u00eancia suficiente para garantir que o excesso de pasta possa ser rapidamente recuperado e restaurado \u00e0 sua forma original;<\/p>\n

(4) Ele se volatiliza abaixo da temperatura de queima da cer\u00e2mica e n\u00e3o contamina a cer\u00e2mica.<\/p>\n

\"filtro
pasta de filtro de cer\u00e2mica porosa<\/figcaption><\/figure>\n

O p\u00f3 cer\u00e2mico \u00e9 selecionado de acordo com as diferentes finalidades do filtro cer\u00e2mico poroso<\/a> material em pasta desenvolvido. Por exemplo, para filtrar metais n\u00e3o ferrosos, como alum\u00ednio, cobre, zinco, estanho e outras ligas de baixo ponto de fus\u00e3o, geralmente s\u00e3o selecionados materiais da s\u00e9rie cordierita, alumina, Al\u2082O\u2083 e Al\u2082O\u2083CrO\u2083; j\u00e1 na fundi\u00e7\u00e3o de metais ferrosos e suas ligas, devido \u00e0 maior atividade qu\u00edmica e \u00e0 temperatura de fundi\u00e7\u00e3o mais elevada.<\/p>\n

O uso de carboneto de sil\u00edcio como filtro de alta temperatura; o uso de materiais da s\u00e9rie ZrO\u2082-Al\u2082O\u2083 parcialmente estabilizados e de materiais filtrantes da s\u00e9rie magn\u00e9sio-alum\u00ednio para filtrar o a\u00e7o fundido pode reduzir efetivamente o teor de inclus\u00f5es no a\u00e7o fundido; o uso de comp\u00f3sito de cordierita-mulita como cer\u00e2mica permite que o filtro retenha part\u00edculas de exaust\u00e3o de diesel. Concluindo, a sele\u00e7\u00e3o de p\u00f3s cer\u00e2micos adequados \u00e9 muito importante para a prepara\u00e7\u00e3o de materiais filtrantes cer\u00e2micos porosos de malha, pr\u00e1ticos e de alto desempenho.<\/p>\n

A pasta \u00e9 composta principalmente por p\u00f3 cer\u00e2mico, solvente e aditivos. Geralmente, utiliza-se \u00e1gua como solvente, mas tamb\u00e9m s\u00e3o utilizados solventes org\u00e2nicos, como o etanol. Al\u00e9m das propriedades de uma pasta cer\u00e2mica comum, a pasta tamb\u00e9m precisa ter o maior teor de s\u00f3lidos poss\u00edvel (o teor de \u00e1gua \u00e9 geralmente de 10 a 40% em peso, e a densidade da pasta \u00e9 de 1,8 a 2,2 g\/cm\u00b3) e melhor tixotropia. A pasta de alto desempenho n\u00e3o s\u00f3 \u00e9 ben\u00e9fica para a moldagem, mas tamb\u00e9m desempenha um papel importante na garantia do desempenho dos produtos. Ao mesmo tempo, para obter uma pasta mais adequada para a moldagem por imers\u00e3o, \u00e9 necess\u00e1rio adicionar uma certa quantidade de aditivos. Os aditivos geralmente consistem no seguinte:<\/p>\n

(1) Aglutinante. Adi\u00e7\u00e3o de um aglutinante \u00e0 pasta para a prepara\u00e7\u00e3o da malha filtro cer\u00e2mico poroso<\/a> A pasta n\u00e3o s\u00f3 ajuda a melhorar a resist\u00eancia do corpo verde ap\u00f3s a secagem, como tamb\u00e9m evita que ele se desintegre durante o processo de remo\u00e7\u00e3o dos componentes org\u00e2nicos, garantindo assim que o corpo sinterizado final possua resist\u00eancia mec\u00e2nica suficiente. Os ligantes s\u00e3o divididos em ligantes inorg\u00e2nicos e ligantes org\u00e2nicos. Os ligantes inorg\u00e2nicos comumente utilizados s\u00e3o pot\u00e1ssio, silicato de s\u00f3dio, borato, fosfato, sol de hidr\u00f3xido de alum\u00ednio e sol de s\u00edlica. O tipo e as caracter\u00edsticas do ligante t\u00eam grande influ\u00eancia no desempenho do produto. \u00c9 muito importante escolher o ligante adequado para melhorar o desempenho da malha. Por exemplo, a alumina porosa \u00e9 preparada utilizando-se gel de hidr\u00f3xido de alum\u00ednio como aglutinante, o que melhora significativamente a resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o do filtro contra o alum\u00ednio fundido.<\/p>\n

(2) Dispersante. Para aumentar o teor de s\u00f3lidos da pasta, \u00e9 necess\u00e1rio adicionar dispersantes tanto aos sistemas \u00e0 base de \u00e1gua quanto aos sistemas n\u00e3o aquosos. Os dispersantes podem melhorar a estabilidade da pasta, impedir a reaglomera\u00e7\u00e3o das part\u00edculas e, assim, aumentar o teor de s\u00f3lidos da pasta. No entanto, deve-se observar que, para diferentes sistemas de p\u00f3, o efeito dos dispersantes geralmente varia. Para o sistema \u00e0 base de \u00e1gua de Al\u2082O\u2083, apenas a poliamina 25wt% apresenta um bom efeito dispersante; para o sistema \u00e0 base de \u00e1gua de SiC, o PEI (polietilenimina) \u00e9 ideal como dispersante. Em suma, a escolha do dispersante adequado \u00e9 uma forma importante de aumentar o teor de s\u00f3lidos da pasta.<\/p>\n

(3) Agente reol\u00f3gico. De acordo com as caracter\u00edsticas de moldagem desse processo, a pasta deve n\u00e3o apenas possuir certa fluidez, mas tamb\u00e9m apresentar boa tixotropia; ou seja, a pasta deve estar em estado solidificado quando em repouso, mas recuperar a fluidez sob a a\u00e7\u00e3o de uma for\u00e7a externa. As propriedades de fluxo da pasta garantem que ela penetre na espuma org\u00e2nica durante o processo de impregna\u00e7\u00e3o e seja uniformemente revestida nas paredes celulares da rede de espuma. A tixotropia da pasta garante que, quando ela \u00e9 mergulhada e o excesso \u00e9 extrudado, a viscosidade seja reduzida sob a a\u00e7\u00e3o do cisalhamento, a fluidez da pasta seja melhorada e isso seja ben\u00e9fico para a moldagem. Ao final da moldagem, a viscosidade da pasta aumenta, e a fluidez \u00e9 reduzida. Isso faz com que a pasta aderida \u00e0 parede do orif\u00edcio seja facilmente arredondada e moldada, evitando a falta de uniformidade dos poros do produto devido ao bloqueio grave do corpo verde causado pelo fluxo da pasta. Para melhorar as propriedades reol\u00f3gicas da pasta, especialmente a tixotropia, os agentes reol\u00f3gicos adicionados s\u00e3o geralmente argilas naturais (0,1~12w%), como bentonita, caulim e carboximetilcelulose.<\/p>\n

(4) Surfactante. Se a pasta cer\u00e2mica for \u00e0 base de \u00e1gua, caso a molhabilidade entre o precursor org\u00e2nico da espuma e a pasta seja insuficiente, uma pasta espessa ficar\u00e1 aderida \u00e0 parte de interse\u00e7\u00e3o da estrutura da espuma quando a pasta for mergulhada e, em casos graves, isso levar\u00e1 a que, durante o processo de sinteriza\u00e7\u00e3o, o corpo verde rachar, e a resist\u00eancia do filtro cer\u00e2mico poroso<\/a>A estabilidade da pasta cer\u00e2mica \u00e9, obviamente, reduzida ou at\u00e9 mesmo perdida. Portanto, costuma-se recorrer ao m\u00e9todo de adi\u00e7\u00e3o de surfactante para melhorar a ades\u00e3o entre a pasta cer\u00e2mica e a espuma org\u00e2nica, a fim de resolver esse problema, como, por exemplo, a adi\u00e7\u00e3o de PEI (polietilenimina) e outros.<\/p>\n

(5) Antiespumante. Para evitar que a pasta forme espuma durante o processo de imers\u00e3o e extrus\u00e3o do excesso de pasta, o que poderia afetar o desempenho do produto, \u00e9 necess\u00e1rio adicionar um agente antiespumante, geralmente \u00e1lcool de baixo peso molecular ou silicone. A espuma org\u00e2nica deve ser repetidamente comprimida para remover o ar antes da impregna\u00e7\u00e3o com a pasta; em seguida, a pasta \u00e9 impregnada. Os m\u00e9todos incluem o m\u00e9todo de adsor\u00e7\u00e3o \u00e0 press\u00e3o atmosf\u00e9rica, o m\u00e9todo de adsor\u00e7\u00e3o a v\u00e1cuo, o m\u00e9todo de lamina\u00e7\u00e3o mec\u00e2nica e o m\u00e9todo de fric\u00e7\u00e3o manual. Independentemente do m\u00e9todo utilizado para a impregna\u00e7\u00e3o, \u00e9 necess\u00e1rio que a pasta cubra totalmente a espuma org\u00e2nica. Ap\u00f3s a impregna\u00e7\u00e3o da espuma org\u00e2nica com a pasta, o excesso de pasta precisa ser removido. O segredo dessa etapa \u00e9 a uniformidade da for\u00e7a de extrus\u00e3o. \u00c9 necess\u00e1rio remover o excesso de pasta e garantir que ela esteja distribu\u00edda uniformemente na parede dos poros da rede para evitar o bloqueio dos poros. A densidade aparente do corpo verde formado deve estar na faixa de 0,4 a 0,8 g\/cm\u00b3. A produ\u00e7\u00e3o em larga escala deve ser realizada com equipamentos como centr\u00edfugas ou laminadores.<\/p>\n

O corpo verde obtido pela extrus\u00e3o do excesso de pasta precisa ser seco e pode ser seco \u00e0 sombra, em forno ou em micro-ondas. Quando o teor de umidade estiver abaixo de 1,0% em peso, ele pode ser queimado. Para reduzir o ciclo de produ\u00e7\u00e3o, geralmente \u00e9 necess\u00e1rio estabelecer um sistema de secagem adequado.
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