تصنيع المرشحات الخزفية الرغوية باستخدام رغوة البولي يوريثان

تتم عملية التصنيع الأولية للمرشحات الخزفية الرغوية عن طريق طلاء مادة البولي يوريثان الشبكية الأولية بملاط خزفي. يتم تشريب الرغوة الشبكية ذات الخلايا المفتوحة — ويفضل أن تكون رغوة البولي يوريثان — بالملاط الخزفي، بحيث يُفضل أن يتم تغطية الهيكل الكامل للرغوة الشبكية ذات الخلايا المفتوحة بالملاط. ويُفضل أن يتراوح حجم مسام الرغوة بين حوالي 10 و70 PPI تقريبًا. ويُفضل ضغط الرغوة المشبعة لتفريغ ما بين 25% و85% من الملاط مع الحفاظ على طلاء دعامات البولي يوريثان. في عمليات الإنتاج التجاري، يمكن تمرير الرغوة المشبعة عبر أسطوانة واحدة أو أكثر تم ضبطها مسبقًا لتحقيق الحالة المطلوبة لتفريغ الملاط من الرغوة، وبذلك تترك الكمية المطلوبة من الطلاء على مادة البولي يوريثان الأولية.

تصنيع المرشحات الخزفية الرغوية

ثم يتم تسخين الرغوة المشبعة إلى درجة كافية لإزالة أي ماء حر وتجفيف الملاط. ثم يُحرق البولي يوريثان المشبع الجاف عند درجة حرارة عالية لتشكيل رابطة خزفية. والرغوة الخزفية الناتجة هي في الأساس شبكة من الأعمدة، تحتوي على مسام داخلية خلفتها رغوة البولي يوريثان التي احترقت أثناء عملية الحرق. وتُعد تقنية تصنيع مرشحات الرغوة الخزفية معروفة جيدًا في هذا المجال.

ثم تتم إزالة الماء الحر الموجود في الرغوة المشبعة عن طريق التجفيف عند درجة حرارة تتراوح بين 35 درجة مئوية و200 درجة مئوية لمدة تتراوح بين دقيقتين و6 ساعات. بعد التجفيف، تُسخَّن المادة عند درجة حرارة عالية لربط أو تلبيد جزيئات السيراميك التي تشكل بنية المرشح. وتتمثل المرحلة الثانية في التسخين إلى درجة حرارة تتراوح بين 900 درجة مئوية و1700 درجة مئوية والحفاظ على درجة الحرارة ضمن هذا النطاق لمدة تتراوح بين دقيقتين و10 ساعات لربط السيراميك. والمنتج الناتج هو رغوة خزفية منصهرة ذات بنية خلوية مفتوحة، تتميز بوجود عدد كبير من الفراغات المترابطة المحاطة بشبكة خزفية. ويمكن أن تتخذ الرغوة الخزفية أي شكل مرغوب فيه بناءً على الشكل المطلوب لتطبيق معين ترشيح المعدن المنصهر العملية.

يحتوي السلائف الخزفي على مكون رئيسي يُختار من بين الألومينا (Al₂O₃) أو أكسيد المغنيسيوم. ومن المعروف أنه يشكل الألومينا في صورة ألومينا مترابطة متكلسة أو ألومينا مترابطة بفوسفات الألومنيوم.

يعتمد الملاط المستخدم في تصنيع المرشحات الخزفية الرغوية على المادة الخزفية المطلوبة للتطبيق المختار. يجب أن يتمتع الخزف النهائي بأداء كافٍ في المنتج النهائي ليتحمل متطلبات التطبيق المحدد، كما يجب أن يتمتع ببنية وقوة ميكانيكية كافيتين لتحمل ظروف الاستخدام عند درجات الحرارة العالية. بالإضافة إلى ذلك، يُفضل أن تتمتع الملاط بخصائص ريولوجية متغيرة الانسيابية، وأن تكون قابلة للتدفق أثناء عملية تشريب الملاط، والأفضل أن تتضمن معلقًا سائلًا من سلائف السيراميك المعدة للحرق لتشكيل مرشح. بشكل عام، تحتوي الملاط على مرحلة تشتت ومرحلة مذيب، مثل الماء. تُستخدم إضافات في الملاط، مثل المواد الرابطة والمواد الخافضة للتوتر السطحي والمكثفات، ويفضل أن تكون متطايرة أثناء الحرق، لتغيير اللزوجة أو خصائص الترطيب أو الخصائص الريولوجية. اذكر المذيبات الأخرى، والمواد الخافضة للتوتر السطحي، والمواد المزلقة، ومساعدات التشتت، ومساعدات التلبيد، وما إلى ذلك، التي تكون مناسبة بشكل خاص للاستخدام.