Seramik Köpük Malzemesi ile Erimiş Alüminyum Filtrasyonu

Seramik köpük, söz konusu esnek köpük malzemesinin oluşturduğu bir ağla çevrelenmiş, birbirine bağlı çok sayıda boşluğa sahip, açık hücreli, tercihen hidrofobik, esnek bir köpük malzemesinden oluşur. Kullanılabilecek tipik malzemeler arasında poliüretan köpükler gibi polimer köpükler ve selüloz köpükler bulunur. Genel olarak, esnekliğe sahip ve orijinal şekline geri dönebilme özelliğine sahip herhangi bir yanıcı organik plastik köpük kullanılabilir. seramik köpük kullanılan seramik malzemenin pişirme sıcaklığının altında yakılmalı veya buharlaştırılmalıdır.

Seramik Köpük Malzemesi

Kullanılacak sulu seramik bulamacı, tiksotropik olmalı, nispeten yüksek akışkanlığa sahip olmalı ve malzemede kullanılmak üzere tasarlanmış seramiklerin sulu bir süspansiyonundan oluşmalıdır. Kullanılabilecek tipik seramik malzemeler arasında alümina, zirkonyum ve silikon karbür karışımları veya seramikler bulunur. Refrakter malzeme olarak alümina tercih edilse de, fosfat bağlayıcı ile kullanıma uygun ve sinterleme sıcaklığı fosforun buharlaşma sıcaklığından daha yüksek olan herhangi bir refrakter malzeme kullanılabilir. Alüminyum ortofosfat tercih edilen bağlayıcı olmakla birlikte, gerekirse fosforik asit, alüminyum fosfat, alkali metal fosfatlar (sodyum heksametafosfat gibi) ve benzeri diğer bağlayıcılar da doğal olarak kullanılabilir. Çamur, katı ağırlık bazında en az , tercihen 1'den fazla fosfat bağlayıcı içermelidir.

Esnek köpük malzeme, sulu seramik bulamacıyla emprenye edilir; böylece lifli tabaka bu bulamacıyla kaplanır ve boşluklar bu bulamacıyla doldurulur. Genellikle, köpüğün tamamen emprenye olmasını sağlamak için köpüğü bulamaca yeterince kısa bir süre daldırmak tercih edilir.

Ardından, emprenye edilmiş köpük malzeme sıkıştırılarak bulamacın bir kısmı dışarı atılır; bu sırada lifli tabaka bulamacın bir kısmı ile kaplanır ve akış yolunun kıvrımlılığını artırmak amacıyla tüm gövde üzerinde çok sayıda tıkanmış gözenek bulunur; yani bu gözenekler, seramik gövdenin tamamına eşit olarak dağılmış olup, gruplar halinde bir arada bulunmazlar. Sürekli çalışmada, emprenye edilmiş köpük önceden ayarlanmış silindirlerden geçirilebilir; böylece köpükten bulamacın ideal şekilde boşaltılması sağlanır ve içindeki istenen emprenye miktarı korunur. Elbette bu işlem, esnek köpük malzemenin istenen derecede sıkılmasıyla manuel olarak da gerçekleştirilebilir. Bu aşamada köpük hâlâ esnektir ve gerekirse belirli bir filtreleme görevine uygun bir yapıya, yani kavisli bir plakaya, içi boş bir silindire vb. şekillendirilebilir. Oluşturulan köpük, organik substrat ayrışana kadar geleneksel yöntemlerle yerinde tutulmalıdır. Ya da tercihen seramik sinterlenene kadar. Emdirilmiş köpük daha sonra hava ile kurutma, 100°C ila 700°C sıcaklıkta 15 dakika ila 6 saat süreyle hızlandırılmış kurutma veya mikrodalga kurutma gibi herhangi bir uygun yöntemle kurutulur. Hava ile kurutma işlemi 8 ila 24 saat içinde tamamlanabilir. Kurutma işleminden sonra, malzeme yüksek bir sıcaklıkta ısıtılır ve lifli ağ üzerindeki seramik kaplama sinterlenir; bu işlem sonucunda yukarıda açıklandığı gibi çok sayıda tıkanmış gözenek oluşur.