تصنيع المرشحات الخزفية الرغوية، مورد المرشحات الخزفية الرغوية

توجد عملية تصنيع مرشحات السيراميك الرغوية مخصصة لتصنيع مرشحات السيراميك الرغوية المستخدمة في الصب. وتعمل طريقة الإسفنج البوليمر، التي سيتم وصفها بمزيد من التفصيل هنا، على تكوين بنية ذات مسام مفتوحة عن طريق تشريب إسفنج بوليمر بملاط سيراميكي، ثم حرقه لترك السيراميك المسامي. ويمكن لطرق الرغوة المباشرة إنتاج بنى ذات خلايا مفتوحة وخلايا مغلقة، مع كون البنى الرغوية هي الأكثر شيوعًا.

في هذه الطريقة، يتم معالجة خليط كيميائي يحتوي على المكونات الخزفية المطلوبة والمواد العضوية لإطلاق الغاز. ثم تتشكل فقاعات في المادة لتحويلها إلى رغوة. والنتيجة هي مادة خزفية مسامية ثم يتم تجفيفها وحرقها. أما بالنسبة للهياكل ذات الشكل الخلوي، فيُستخدم أسلوب تشكيل بلاستيكي يُسمى «البثق»، حيث يتم ضغط خليط من مسحوق السيراميك والمواد المضافة داخل قالب تشكيل. كما يمكن إنتاج الهيكل الخلوي باستخدام طرق الضغط.

تصنيع المرشحات الخزفية الرغوية

جدول المحتويات

عملية تصنيع المرشحات الخزفية الرغوية

اختر «سبونج»

أولاً، يجب اختيار إسفنجة بوليمرية ذات خصائص مناسبة. فحجم مسام الإسفنجة هو الذي يحدد حجم مسام السيراميك النهائي بعد الحرق. كما يجب أن تكون قادرة على استعادة شكلها الأصلي والتحول إلى غاز عند درجة حرارة أقل من تلك المطلوبة لحرق السيراميك. ومن البوليمرات التي يمكنها تلبية هذه المتطلبات: البولي يوريثان، والسليلوز، وكلوريد البولي فينيل، والبوليستيرين، واللاتكس. يتراوح حجم الإسفنج البوليمر النموذجي بين 3.94 و39.4 بوصة (10-100 سم) في العرض و0.349 و3.94 بوصة (1-10 سم) في السماكة.

تحضير الطين

بعد اختيار الإسفنج، يتم تحضير الملاط عن طريق خلط مسحوق السيراميك والمواد المضافة بالماء. يتكون مسحوق السيراميك عادةً من جزيئات يقل حجمها عن 45 ميكرون. ويمكن أن تتراوح كمية الماء بين 10 و40% من الوزن الإجمالي للملاط.

اغمس الإسفنجة

قبل الغمر، عادةً ما يتم ضغط الإسفنج لإزالة الهواء منه، وأحيانًا باستخدام مكبس ميكانيكي عدة مرات. وبمجرد غمره في الطين، يمكن أن يتمدد الإسفنج فيملأ الطين فتحاته. ويمكن تكرار خطوة الضغط/التمدد للحصول على الكثافة المطلوبة.

إزالة الطين الزائد

بعد عملية الترشيح، يجب إزالة 25-75% من الملاط من الإسفنج. ويتم ذلك عن طريق ضغط الإسفنج بين الألواح، أو عن طريق الطرد المركزي، أو باستخدام بكرات محددة مسبقًا. وتحدد الفجوة بين البكرات كمية الملاط التي يتم إزالتها. في بعض الأحيان، ونظرًا لأن الرغوة لا تزال لينة، تخضع الرغوة المشبعة لخطوة تشكيل أخرى.

التجفيف

ثم يتم تجفيف الإسفنج المُشبع باستخدام إحدى الطرق التالية: التجفيف بالهواء، أو التجفيف بالفرن، أو التسخين بالميكروويف. يستغرق التجفيف بالهواء من 8 إلى 24 ساعة. أما التجفيف بالفرن فيتم عند درجة حرارة تتراوح بين 212 و1292 درجة فهرنهايت (100-700 درجة مئوية)، ويستغرق من 15 دقيقة إلى 6 ساعات.

احرق الإسفنجة

يلزم إجراء خطوة تسخين أخرى لإزالة المواد العضوية من الملاط وحرق الإسفنج. ويتم ذلك في الهواء أو في غاز خامل عند درجة حرارة تتراوح بين 662 و1,472 درجة فهرنهايت (350-800 درجة مئوية) لمدة تتراوح من 15 دقيقة إلى 6 ساعات، ويكون معدل التسخين بطيئًا وخاضعًا للتحكم لمنع تشقق البنية الخزفية. وتعتمد درجة الحرارة على درجة الحرارة التي تتحلل عندها مادة الإسفنج.

السيراميك المحروق

يجب تسخين الهيكل الخزفي إلى درجة حرارة تتراوح بين 1,832 و3,092 درجة فهرنهايت (1,000-1,700 درجة مئوية) من أجل تكثيف المادة بمعدل محكوم لتجنب تلفها. تعتمد دورة الحرق على التركيب المحدد للسيراميك والخصائص النهائية المطلوبة. على سبيل المثال، قد تحتاج مادة الألومينا إلى الحرق عند درجة حرارة 2,462 درجة فهرنهايت (1,350 درجة مئوية) لمدة خمس ساعات.