Фильтрация расплавленного металла является общепринятой промышленной практикой. В частности, в данной области широко применяются сетчатые пенопластовые фильтры для фильтрации расплавленного алюминия. Как известно, огнестойкость и химическая стойкость фильтрующего материала имеют решающее значение для обеспечения эффективного удержания включений и предотвращения попадания продуктов реакции из фильтрующего материала в расплавленный металл в качестве примесей.
Сетчатые пенопластовые фильтры, в которых в качестве связующего используются частицы глиноземного наполнителя, обычно применяются для фильтрации алюминия и алюминиевых сплавов. К сожалению, в данной области техники широко признано, что фосфат алюминия обладает низкой химической стойкостью, особенно при использовании с магниесодержащими алюминиевыми сплавами. В процессе эксплуатации магний вызывает коррозию в области границ зерен, что приводит к размягчению и выделению частиц оксида алюминия в виде включений. Известно, что размягчение может снизить прочность ретикулярной пенообразной структуры. Еще одной проблемой фильтров на основе ортофосфата алюминия являются потенциальные экологические проблемы, вызванные образованием газа фосфина из отработанных фильтров.
AdTech Керамический пенофильтр из оксида алюминия Для расплавленного алюминия предпочтительно применяется технология пенорепликации — широко распространённый метод изготовления сетчатой керамической пены, используемой в качестве фильтрующего устройства для расплавленного металла. При формировании фильтра пена, предпочтительно полиуретановая, покрывается керамической суспензией, а затем подвергается сушке и обжигу. В процессе обжига внутреннее керамическое покрытие полиуретановой пены испаряется, но остатки керамической структуры приводят к тому, что керамическая пена, напоминающая экзоскелет, приобретает полые пустоты в тех местах, где ранее находился полиуретан. Эта структура представляет собой, по сути, соединение опорных стержней, а поры располагаются вокруг и внутри этих стержней.
Используемая суспензия зависит от керамического материала, необходимого для выбранного применения. Она должна обладать достаточными эксплуатационными характеристиками в конечном изделии, чтобы выдерживать конкретные условия эксплуатации, а также обладать достаточной структурной и/или механической прочностью для выдерживания определенных высокотемпературных условий. Кроме того, суспензия предпочтительно обладает относительно высокой текучестью, а наиболее предпочтительно содержит водную суспензию керамических материалов, предназначенных для использования в фильтре. Обычно суспензия содержит воду. В суспензию могут вводиться добавки, такие как связующие вещества и поверхностно-активные вещества.
Эластичный пенопласт пропитывают водной керамической суспензией таким образом, чтобы она покрыла волокнистое полотно и заполнила пустоты. Как правило, для обеспечения полной пропитки пенопласта рекомендуется несколько раз погружать его в суспензию и сжимать между погружениями.