Использование керамических пенопластовых фильтров для удаления включений в литейной промышленности хорошо известно.
Керамический пенопластовый фильтр работает в режиме глубинной фильтрации, при котором включения, размер которых меньше поры, задерживаются на всем поперечном сечении фильтра. Считается, что улавливание включений при глубинной фильтрации является результатом двух последовательных процессов: переноса включений к местам улавливания на фильтрующем материале и адсорбции частиц на этих местах.
Процесс производства керамических пенофильтров
Керамический пенофильтр изготавливают путем пропитки сетчатой полиуретановой пены керамической суспензией, удаления излишков суспензии путем отжимания пропитанной ею губки, после чего следует сушка керамического покрытия, обжиг губки и спекание заготовки.
Для приготовления керамической суспензии в порошковую смесь добавляют порошок оксида алюминия, а также бентонит и воду в различных соотношениях. Содержание керамики в суспензии составляет 45 wt%, что является оптимальным показателем для проникновения суспензии в керамику. Когда пропитанная керамикой губка высыхает, бентонит связывает частицы оксида алюминия на поверхности губки. Более того, эта граница сохраняется даже во время обжига полиуретановой губки. После выгорания губки повреждений керамики не наблюдалось. Таким образом, морфология губки точно воспроизводится на сырой керамической пене, обожженной полиуретаном при 500 °C, в результате чего получается керамическая пена со слабыми свойствами на основе Al₂O₃. Для укрепления пены и превращения её в литой фильтр сырую пену спекают при 1250 °C в течение 60 минут. В результате получается высокопористый литой алюминиевый фильтр. Удивительно, но усадки не наблюдалось, а пористость и сетчатая структура оказались однородными. Поры соединены между собой, образуя отверстия, необходимые для отфильтровывания включений.
Результаты испытаний показывают, что керамические пенофильтры можно успешно использовать для фильтрация расплава алюминия. Изготовленный керамический фильтр также можно использовать для регулирования потока в проточном канале, что позволяет избежать образования турбулентности и складок в оксидной пленке при движении расплава. Эти литые фильтры особенно подходят для фильтрации алюминиевых расплавов. Таким образом, изготовленный фильтр из оксидной керамической пены может применяться в алюминиевой литейной промышленности в качестве литейного фильтра.