تؤثر الشوائب والغازات الموجودة في المعدن تأثيرًا كبيرًا على قوة المادة ومقاومتها للتعب ومقاومتها للتآكل، فضلاً عن أدائها فيما يتعلق بالتشقق الناتج عن التآكل تحت الإجهاد. أصبح التحكم الفعال في الشوائب المؤكسدة في المادة المنصهرة لتحسين جودة قضبان الصب والألواح المدرفلة هدفًا مشتركًا تسعى إليه صناعات المعادن والصب والمواد في جميع البلدان. حاليًا، تُستخدم طرق الترشيح والتنقية على نطاق واسع لإزالة الشوائب من سبائك الألومنيوم المنصهرة.
تأتي الشوائب الموجودة في سبائك الألومنيوم مباشرةً من الخام، ويتشكل معظمها أثناء عملية الصهر والصب، وهي في الغالب شوائب أكسيدية. تُسمى جميع الشوائب الموجودة قبل الصب «شوائب الأكسدة الأولية»، والتي يمكن تقسيمها إلى فئتين وفقًا لحجمها: الأولى هي الشوائب الكبيرة ذات التوزيع غير المتساوي في البنية الكلية، مما يجعل بنية السبيكة غير متصلة ويقلل من تماسك المسبوكات. وهذا يصبح مصدرًا للتآكل وسببًا لحدوث الشقوق، مما يقلل بشكل كبير من قوة السبيكة ومرونتها. والفئة الأخرى هي الشوائب الدقيقة المتناثرة، والتي لا يمكن إزالتها تمامًا بعد التكرير، مما يزيد من لزوجة المعدن المنصهر ويقلل من قدرة تغذية الألومنيوم المنصهر أثناء التصلب. تتشكل شوائب الأكسدة الثانوية بشكل أساسي أثناء عملية الصب. أثناء الصب، يتلامس الألومنيوم المنصهر مع الهواء، ويتفاعل الأكسجين مع الألومنيوم لتشكيل شوائب مؤكسدة. خلال عملية الصهر، تتلامس سبائك الألومنيوم مع مكونات مختلفة في غاز الفرن لتكوين مركبات مثل Al2O3. ويؤدي وجود Al2O3 في الألومنيوم المنصهر إلى زيادة محتوى الهيدروجين في ذوبان سبائك الألومنيوم. ولذلك، فإن محتوى Al2O3 في الألومنيوم المنصهر له تأثير كبير على تكوين المسام في مصبوبات الألومنيوم.
في السنوات الأخيرة، تمت دراسة طرق ترشيح وتنقية الألومنيوم المنصهر في الداخل والخارج، مثل المعالجة الديناميكية بالفراغ، والتنقية المستمرة بإزالة الغازات بالموجات فوق الصوتية، والمرشحات الخزفية المصنوعة من الكوراندوم، والتي حققت نتائج جيدة. ومع ذلك، فإن طرق المعالجة هذه أكثر تعقيدًا وتكلفة، ومن الصعب تعميمها في الإنتاج الصناعي. أما بالنسبة للمرشح المصنوع من قماش ألياف معدنية، فإنه لا يمكنه إزالة سوى الشوائب الكبيرة الموجودة في سائل سبائك الألومنيوم، بينما لا يمكن إزالة الشوائب التي يقل حجمها عن مستوى الميكرون، كما أن المرشح المعدني يؤدي أيضًا إلى تلويث سبائك الألومنيوم. أما استخدام ألواح الترشيح الخزفية الرغوية، فيمكنها ترشيح الشوائب الدقيقة وتحسين الخصائص الميكانيكية وجودة المظهر للمسبوكات بشكل ملحوظ.
الـ مرشح رغوي خزفي تحتوي اللوحة على شبكة متعددة الطبقات وثقوب متعددة الأبعاد، وتتصل هذه الثقوب ببعضها البعض. أثناء عملية الترشيح، يحمل الألومنيوم المنصهر الشوائب ويتدفق عبر القنوات المتعرجة والمسام، ويتم اعتراضه وامتصاصه وترسيبه مباشرةً وما إلى ذلك عند ملامسته للهيكل الرغوي للوحة المرشح. وعندما يتدفق المعدن المنصهر عبر الفتحة، فإن قناة لوحة الترشيح تكون منحنية، فيغير المعدن المنصهر المتدفق عبر القناة اتجاه تدفقه، وتصطدم الشوائب بجدار الفتحة وتلتصق بها بقوة.
