Bahan Busa Keramik untuk Penyaringan Aluminium Cair

Busa keramik terbuat dari bahan busa fleksibel bersel terbuka—yang sebaiknya bersifat hidrofobik—yang memiliki sejumlah rongga saling terhubung yang dikelilingi oleh jaringan bahan busa fleksibel tersebut. Bahan-bahan umum yang dapat digunakan antara lain busa polimer, seperti busa poliuretan, dan busa selulosa. Secara umum, busa plastik organik yang mudah terbakar yang memiliki elastisitas dan kemampuan untuk kembali ke bentuk aslinya dapat digunakan. Busa tersebut busa keramik harus dibakar atau diuapkan pada suhu di bawah suhu pembakaran bahan keramik yang digunakan.

Bahan Busa Keramik

Suspensi keramik berbasis air yang digunakan harus bersifat tiksotropik, memiliki fluiditas yang relatif tinggi, dan terdiri dari suspensi berbasis air dari bahan keramik yang dimaksudkan untuk digunakan dalam material tersebut. Bahan keramik yang umum digunakan meliputi campuran alumina, zirkonia, dan silikon karbida atau keramik. Meskipun alumina lebih disukai sebagai bahan tahan api, bahan tahan api apa pun yang cocok untuk digunakan dengan pengikat fosfat dan memiliki suhu sintering yang lebih tinggi daripada suhu penguapan fosfor dapat digunakan. Meskipun aluminium ortofosfat merupakan pengikat yang disukai, pengikat lain seperti asam fosfat, aluminium fosfat, fosfat logam alkali (seperti natrium heksametafosfat), dan sejenisnya dapat digunakan jika diperlukan. Suspensi tersebut harus mengandung setidaknya 8%, lebih disukai lebih dari 10% berdasarkan berat padat pengikat fosfat.

Bahan busa fleksibel tersebut diresapi dengan bubur keramik berbasis air sehingga jaring serat terlapisi olehnya dan rongga-rongganya terisi olehnya. Umumnya, cara yang lebih disarankan adalah dengan hanya merendam busa tersebut dalam bubur keramik selama waktu yang cukup singkat untuk memastikan bahwa busa tersebut benar-benar terresapi.

Kemudian, bahan busa yang telah diimpregnasi dikompresi untuk mengeluarkan sebagian slurry, sementara jaring serat sebagian tertutupi olehnya dan memiliki banyak pori yang tersumbat di seluruh tubuhnya guna meningkatkan kerumitan jalur aliran, yaitu didistribusikan secara merata di seluruh tubuh keramik, bukan didistribusikan berkelompok. Dalam operasi berkelanjutan, busa yang telah diresapi dapat dilewatkan melalui rol yang telah diatur sebelumnya untuk mencapai pelepasan bubur yang ideal dari busa dan mempertahankan tingkat peresapan yang diinginkan di dalamnya. Tentu saja, hal ini dapat dilakukan secara manual dengan hanya menekan bahan busa fleksibel hingga tingkat yang diinginkan. Pada tahap ini, busa masih fleksibel dan, jika diperlukan, dapat dibentuk menjadi struktur yang sesuai untuk tugas filtrasi tertentu, seperti pelat melengkung, silinder berongga, dan sebagainya. Busa yang telah dibentuk harus dipertahankan posisinya dengan cara konvensional hingga substrat organik. terurai, atau lebih disukai hingga keramik disinter. Busa yang telah diresapi kemudian dikeringkan dengan cara apa pun yang sesuai, seperti pengeringan udara, pengeringan dipercepat pada suhu 100°C hingga 700°C selama 15 menit hingga 6 jam, atau dengan pengeringan microwave. Pengeringan dengan udara dapat diselesaikan dalam waktu 8 hingga 24 jam. Setelah pengeringan, bahan tersebut dipanaskan pada suhu tinggi untuk menyinter lapisan keramik pada jaring berserat, sehingga meninggalkan banyak pori yang tersumbat seperti yang dijelaskan di atas.