Керамические пенофильтры из оксида алюминия особенно хорошо подходят для фильтрации алюминия. Фильтрованный алюминий позволяет получать отливки более высокого качества, сократить количество брака и уменьшить количество дефектов в виде включений, что в совокупности помогает алюминиевым литейным предприятиям увеличить свою прибыль.
Для производства алюминиевых изделий с приемлемыми характеристиками, таких как банки для напитков и детали фюзеляжа самолетов, алюминий должен быть практически свободен от включений и дефектов. Когда алюминий плавится в начале процесса литья, в нём образуются оксиды, бориды, соли и другие посторонние компоненты, которые в конечном итоге проявляются в виде вредных включений в готовом изделии. Лучше всего удалять эти включения до того, как алюминий затвердеет. Фильтрация расплавленного алюминия обычно осуществляется с помощью керамических пенофильтров из оксида алюминия.
Фильтр из керамической пены на основе оксида алюминия обладает превосходной стойкостью к эрозии и коррозии под действием расплавленного алюминия, способен эффективно удалять включения, снижать содержание уловленного газа и обеспечивать ламинарное течение, благодаря чему отфильтрованный металл получается более чистым.
Широко применяемый метод для производство керамических пенофильтров называется “репликацией по губке”. В ходе этого процесса полиуретановая пена покрывается керамической суспензией, затем сушится для получения «зелёного» фильтра, а после этого обжигается. В процессе обжига внутренний полиуретановый пенопласт испаряется, а оставшаяся керамика объединяется, образуя сплошную сеть керамических столбиков, что приводит к формированию структуры пенопласта, напоминающей экзоскелет, которая активно воспроизводит исходный полиуретановый пенопласт.
Керамический пенопласт имеет структуру с открытыми порами, в которой распределены соединенные между собой пустоты, окруженные сеткой из керамического материала. Такая структура широко используется для фильтрации расплавленного металла и в промышленности называется керамическим пенопластом.
Керамический пеноматериал получают путем пропитки водяной суспензией столбика из гибкого полимерного пенопрекурсора с открытыми порами. Затем материал сушат и обжигают, в результате чего получается конечный керамический пеноматериал.
В качестве материала-прекурсора для пены может использоваться любой материал, обладающий достаточной эластичностью, позволяющей ему восстанавливать первоначальную форму после сжатия. Обычно для этих целей используется полиуретановая пена.
Керамическая суспензия получается путем смешивания необходимых ингредиентов с образованием водной суспензии частиц. Предпочтительно, чтобы суспензия обладала такими реологическими свойствами, при которых она легко течет при приложении нагрузки, например, во время погружения в полиуретановую пену, но не течет при снятии нагрузки. Данная суспензия обладает присущими ей высоким пределом текучести и характеристиками сдвигового разжижения.
