Фильтрация расплавленного алюминия с использованием керамического пенообразного материала

Керамическая пена изготавливается из гибкого пенообразного материала с открытыми порами, предпочтительно гидрофобного, имеющего множество взаимосвязанных пустот, окруженных сетью указанного гибкого пенообразного материала. К типичным материалам, которые могут использоваться, относятся полимерные пены, такие как полиуретановые пены, и целлюлозные пены. В целом можно использовать любую горючию органическую пластиковую пену, обладающую эластичностью и способностью восстанавливать свою первоначальную форму. керамическая пена должны быть сожжены или испарены при температуре ниже температуры обжига используемого керамического материала.

Керамический пенопласт

Используемая водная керамическая суспензия должна быть тиксотропной, обладать относительно высокой текучестью и представлять собой водную суспензию керамических материалов, предназначенных для использования в данном материале. Типичные керамические материалы, которые можно использовать, включают смеси оксида алюминия, диоксида циркония и карбида кремния или керамику. Хотя в качестве огнеупорного материала предпочтительным является оксид алюминия, можно использовать любой огнеупорный материал, подходящий для использования с фосфатным связующим и имеющий температуру спекания выше температуры улетучивания фосфора. Хотя ортофосфат алюминия является предпочтительным связующим, при необходимости, естественно, можно использовать и другие связующие, такие как фосфорная кислота, фосфат алюминия, фосфаты щелочных металлов (такие как гексаметафосфат натрия) и тому подобные. Суспензия должна содержать не менее 8%, предпочтительно более 10% по массе твердого вещества фосфатного связующего.

Эластичный пенопласт пропитывают водной керамической суспензией таким образом, чтобы она покрыла волокнистое полотно и заполнила пустоты. Как правило, предпочтительнее просто погрузить пенопласт в суспензию на время, достаточное для его полного пропитывания.

Затем пропитанный пенопласт сжимается для удаления части суспензии, при этом волокнистое полотно частично покрывается ею и имеет множество забитых пор по всему объему, что увеличивает извилистость пути потока, то есть обеспечивает равномерное распределение пор по всему керамическому телу, а не их групповое скопление. В режиме непрерывной работы пропитанную пену можно пропускать через заранее установленные валки для достижения идеального вытекания суспензии из пены и поддержания в ней желаемого уровня пропитки. Естественно, это можно сделать вручную, просто сжимая гибкий пенопласт до нужной степени. На этом этапе пенопласт все еще остается гибким и, при необходимости, может быть сформирован в конструкцию, подходящую для конкретной задачи фильтрации, а именно в изогнутую пластину, полый цилиндр и т. д. Сформированный пенопласт необходимо удерживать на месте обычными средствами до тех пор, пока органическая основа или, предпочтительно, до спекания керамики. Затем пропитанная пена сушится любым подходящим способом, например, путем сушки на воздухе, ускоренной сушки при температуре от 100 °C до 700 °C в течение от 15 минут до 6 часов или с помощью микроволновой сушки. Сушка на воздухе может быть завершена в течение 8–24 часов. После сушки материал нагревают при повышенной температуре для спекания керамического покрытия на волокнистой сетке, в результате чего образуются многочисленные заблокированные поры, как описано выше.