Керамические пенофильтры для литья металлов позволяют удалять включения из расплава алюминия. По мере повышения требований к качеству алюминиевой продукции требования к качеству фильтрации становятся всё более строгими. Включения в расплаве обычно встречаются в трёх формах: оксиды металлов; посторонние вещества, такие как осколки огнеупорных материалов; частицы, попадающие в расплав в процессе его обработки.
Как правило, существует три способа удаления частиц, находящихся во взвешенном состоянии в расплаве: осаждение, при котором частицы оседают на дне расплава; всплывание, при котором включения всплывают на поверхность расплава; фильтрация, при которой частицы отделяются от расплава с помощью пористой среды.
Когда плотность и диаметр частиц велики, обычно происходит естественное осаждение, а статическое осаждение частиц размером менее 90 пм не очень эффективно. Пузырьки или расплавленный флюс, образующиеся в процессе традиционного газового дегидрирования или обработки флюсом, заставляют частицы включений всплывать на поверхность расплава. В большинстве случаев этот механизм позволяет эффективно удалять включения размером более 30 мкм. Фильтрация — это процесс, при котором расплав проходит через плотно упакованные шарики, стекловолоконные ткани, металлические сетки, керамические пенофильтры или другие пористые материалы с целью отделения включений от расплава. Преимущество керамического пенофильтра заключается в том, что он способен удалять частицы включений, диаметр которых значительно меньше диаметра сквозных отверстий.
Этот фильтр для расплавленного металла обладает такими преимуществами, как хорошая химическая стойкость, высокая удельная прочность, термостойкость, устойчивость к термическим ударам, большая удельная поверхность, хороший эффект удаления шлака, простота эксплуатации, легкость совмещения с другими деталями и низкая стоимость. Поэтому он стал стандартным методом очистки при производстве алюминиевых сплавов. Исследования показали, что керамические пенофильтры для литья металлов также могут снижать содержание водорода в расплаве алюминия.
Обычный способ изготовления керамического пенофильтра заключается в погружении полиуретановой губки в керамическую суспензию, отжиме излишков материала и его сушке. В заключение он подвергается спеканию при высокой температуре, в результате чего образуется трехмерный пористый керамический материал, представляющий собой изогнутую систему взаимосвязанных трубок с неравномерной толщиной. Именно неравномерная толщина стенок трубок играет ключевую роль в улавливании мелких включений в расплаве алюминия. Такая структура также увеличивает вероятность контакта расплава алюминия с керамической частью фильтра, тем самым повышая вероятность адсорбции включений.