تصنيع المرشحات الرغوية الخزفية باستخدام رغوة البولي يوريثان

يُعد مرشح الرغوة الخزفية مرشحًا مفيدًا بشكل خاص في ترشيح المعادن المنصهرة. وتتميز عملية تصنيع مرشح الرغوة الخزفية بالبساطة، حيث يتم غمر رغوة البولي يوريثان في معجون السيراميك، ثم يتم تحميصها. ويمكن من خلالها إنتاج مرشحات رغوة خزفية مسامية وصلبة وقادرة على الوقوف بذاتها.

مرشح خزفي للمعادن المنصهرة

عملية تصنيع المرشحات الرغوية الخزفية

يتم تشريب مادة الرغوة المرنة بملاط السيراميك المائي بحيث يتم طلاء الشبكة الليفية به وملء الفراغات به. وبشكل عام، يُفضل غمر الرغوة في الملاط لفترة قصيرة بما يكفي لضمان تشريبها بالكامل.

ثم يتم ضغط مادة الرغوة المشبعة لتصريف جزء من الملاط، في حين أن الشبكة الليفية تكون مغطاة جزئيًا به وتحتوي على مسام مسدودة متعددة في كامل الجسم لزيادة تعرج مسار التدفق، أي توزيعه بالتساوي في كامل جسم السيراميك. في التشغيل المستمر، يمكن تمرير الرغوة المشبعة عبر بكرات محددة مسبقًا لتحقيق تصريف مثالي للملاط من الرغوة والحفاظ على الكمية المطلوبة من التشريب فيها. وبطبيعة الحال، يمكن القيام بذلك يدويًا بمجرد عصر مادة الرغوة المرنة إلى الدرجة المطلوبة. في هذه المرحلة، لا تزال الرغوة مرنة، ويمكن تشكيلها، إذا لزم الأمر، إلى هيكل مناسب لمهمة الترشيح المحددة، مثل صفيحة منحنية أو أسطوانة مجوفة، وما إلى ذلك. ويجب تثبيت الرغوة المشكلة في مكانها بالوسائل التقليدية حتى تختفي المادة العضوية، أو تتحلل الركيزة، أو يفضل أن يكون ذلك حتى يتم تلبيد السيراميك. ثم تُجفف الرغوة المشبعة بأي وسيلة مناسبة، مثل التجفيف بالهواء، أو التجفيف السريع عند درجة حرارة تتراوح بين 100 درجة مئوية و700 درجة مئوية لمدة تتراوح بين 15 دقيقة و6 ساعات، أو عن طريق التجفيف بالميكروويف. يمكن إتمام التجفيف بالهواء في غضون 8 إلى 24 ساعة. بعد التجفيف، تُسخَّن المادة عند درجة حرارة مرتفعة لتلبيد الطلاء الخزفي على الشبكة الليفية، مما يترك مسامًا مسدودة متعددة كما هو موضَّح أعلاه.

تعتمد ظروف الحرق الفعلية على نوع السيراميك. وبشكل عام، تتجاوز درجة الحرارة في هذه المرحلة 2000 درجة فهرنهايت لمدة لا تقل عن 15 دقيقة، وعادةً ما تستمر لمدة لا تقل عن ساعة واحدة، ولا تتجاوز عادةً 10 ساعات، وذلك لتبخير طبقة الرغوة المرنة وتلبيد الرغوة. ويشكل السيراميك رابطة سيراميكية متلبدة صلبة.

والنتيجة هي مادة مسامية، منصهرة مادة الرغوة الخزفية وهي خالية بشكل أساسي من المكونات العضوية، وتتميز بخصائص ميكانيكية وحرارية وكيميائية تفوق تلك الموجودة في مواد الرغوة الخزفية المعروفة حتى الآن. وتتميز الرغوة الخزفية بوجود بنية ذات خلايا مفتوحة تتألف من فراغات متعددة مترابطة محاطة بشبكة خزفية، دون وجود مادة رابطة قد تكون ضارة أو مراحل زجاجية أو طينية. الرغوة هي منتج صلب متكلس، ومناسبة بشكل خاص للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية، مثل ترشيح الحديد أو الألومنيوم. ويؤدي الهيكل المذكور أعلاه إلى زيادة الخصائص الفيزيائية المرغوبة، مثل زيادة الخصائص الميكانيكية والحرارية والكيميائية. وسيتم التخلص من أي كمية صغيرة من الإضافات العضوية أثناء عملية التحميص. وإذا لزم الأمر، يمكن استخدام كمية صغيرة من المضافات غير العضوية دون المساس بالأداء، مثل أقل من 1% من مواد مساعدة التلبيد، مثل أكسيد الزنك، أو مثبطات نمو الحبيبات، مثل أكسيد المغنيسيوم، أو المضافات غير العضوية الخاصة بالريولوجيا، مثل الطين.