在鑄造生產中，由於非金屬夾雜物等鑄造缺陷導致的鑄件廢品一般占廢品總數的50%～60%.采用金屬液過濾器技術可以有效地減少或消除其中的各種非金屬夾雜物，淨化液態鑄造合金。
泡沫陶瓷過濾器（CFF，即CeramicFoamFilter）是采用聚氨酯泡沫塑料為載體，經過水解後將他浸入到由陶瓷粉末、黏結劑、助燒結劑、懸浮劑等製成的塗料中，然後擠掉多餘塗料，使陶瓷塗料均勻塗敷於載體骨架成為坯體，再把坯體烘幹並經高溫焙燒而成。
1過濾機理泡沫陶瓷過濾器通過對金屬液的3種物理化學作用，分離液態鑄造合金中的夾雜物，達到淨化金屬液的效果[45].1）濾餅機製：複(fu)雜(za)的(de)泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)結(jie)構(gou)，可(ke)以(yi)高(gao)效(xiao)率(lv)地(di)機(ji)械(xie)擋(dang)渣(zha)，當(dang)金(jin)屬(shu)液(ye)通(tong)過(guo)結(jie)構(gou)複(fu)雜(za)的(de)泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)過(guo)濾(lv)器(qi)時(shi)，通(tong)過(guo)過(guo)濾(lv)介(jie)質(zhi)的(de)機(ji)械(xie)分(fen)離(li)作(zuo)用(yong)，把(ba)大(da)於(yu)過(guo)濾(lv)器(qi)表(biao)麵(mian)孔(kong)眼(yan)的(de)夾(jia)雜(za)物(wu)濾(lv)除(chu)，並(bing)使(shi)之(zhi)沉(chen)澱(dian)在(zai)過(guo)濾(lv)器(qi)液(ye)態(tai)金(jin)屬(shu)流(liu)入(ru)端(duan)，成(cheng)為(wei)過(guo)濾(lv)器(qi)的(de)一(yi)個(ge)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)。隨(sui)著(zhe)夾(jia)雜(za)物(wu)在(zai)過(guo)濾(lv)器(qi)表(biao)麵(mian)上(shang)堆(dui)積(ji)數(shu)量(liang)的(de)增(zeng)多(duo)，逐(zhu)漸(jian)形(xing)成(cheng)了(le)一(yi)層(ceng)“濾餅”，shijinshuyeliudaojinyibubianxi，yinerxinzengdeguolvjiezhibiaomiankeyilvchugengweixixiaodejiazawu，yucitongshi，jiezhineibuyeyouguolvzuoyong，zaiguanchuanyutaocitidezhongduoxiaokongzhong，youdechengxianweixiaoxiafeng，youdecunzaisijiao，zhexiebianhuabutongdequyudoushijiehuojiazawudekenengweizhi，guolvqineibuyecunzai“濾餅”效應。
2）表麵效應：dangjinshuyeliujingjiegoufuzadetaocitishi，beifengechengxuduoxixiaodeliugu，zengdalejinshuyezhongjiazawuyuguolvjiezhidejiechumianjijijiechujilv，youyuguolvqibiaomianshijiweixiaodetuaomian，aokuaichicunyuewei1～10μm，對夾雜物有靜電吸附和黏附截流作用。
3）整流效應：金屬液流過泡沫陶瓷過濾器時，被分割成許多細小單元的流股，其直徑較小，從而使雷諾數（Re=vd/r）變(bian)小(xiao)，使(shi)液(ye)流(liu)趨(qu)於(yu)層(ceng)流(liu)運(yun)動(dong)。當(dang)金(jin)屬(shu)液(ye)處(chu)於(yu)層(ceng)流(liu)狀(zhuang)態(tai)時(shi)，由(you)於(yu)熔(rong)融(rong)金(jin)屬(shu)液(ye)的(de)密(mi)度(du)遠(yuan)大(da)於(yu)夾(jia)雜(za)物(wu)的(de)密(mi)度(du)，因(yin)而(er)使(shi)夾(jia)雜(za)物(wu)有(you)充(chong)分(fen)的(de)時(shi)間(jian)上(shang)浮(fu)除(chu)去(qu)，也(ye)即(ji)泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)過(guo)濾(lv)器(qi)能(neng)輔(fu)助(zhu)橫(heng)澆(jiao)道(dao)擋(dang)渣(zha)。澆(jiao)注(zhu)係(xi)統(tong)中(zhong)放(fang)置(zhi)過(guo)濾(lv)器(qi)後(hou)，金(jin)屬(shu)液(ye)流(liu)動(dong)的(de)助(zhu)力(li)增(zeng)加(jia)，在(zai)橫(heng)澆(jiao)道(dao)中(zhong)流(liu)動(dong)的(de)金(jin)屬(shu)液(ye)容(rong)易(yi)形(xing)成(cheng)充(chong)滿(man)運(yun)動(dong)，並(bing)使(shi)流(liu)速(su)降(jiang)低(di)，有(you)利(li)於(yu)夾(jia)雜(za)物(wu)上(shang)浮(fu)，並(bing)滯(zhi)留(liu)在(zai)橫(heng)澆(jiao)道(dao)頂(ding)麵(mian)。
2泡沫陶瓷的應用2.1鋁lv合he金jin鑄zhu造zao過guo濾lv鋁lv合he金jin在zai熔rong化hua和he形xing成cheng鑄zhu件jian的de過guo程cheng中zhong，容rong易yi吸xi收shou氣qi體ti和he混hun入ru非fei金jin屬shu雜za物wu，從cong而er降jiang低di了le鑄zhu件jian的de使shi用yong性xing能neng和he加jia工gong性xing能neng。目mu前qian研yan製zhi成cheng功gong的de泡pao沫mo陶tao瓷ci過guo濾lv片pian為wei鋁lv合he金jin鑄zhu件jian生sheng產chan提ti供gong了le一yi種zhong新xin型xing的de、高(gao)效(xiao)率(lv)的(de)過(guo)濾(lv)器(qi)。不(bu)同(tong)於(yu)通(tong)常(chang)的(de)單(dan)層(ceng)鑽(zuan)孔(kong)篩(shai)板(ban)和(he)玻(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)篩(shai)網(wang)，而(er)是(shi)有(you)著(zhe)多(duo)層(ceng)網(wang)絡(luo)和(he)彎(wan)曲(qu)的(de)通(tong)孔(kong)，能(neng)充(chong)分(fen)地(di)濾(lv)除(chu)鋁(lv)合(he)金(jin)熔(rong)體(ti)中(zhong)的(de)細(xi)小(xiao)非(fei)金(jin)屬(shu)夾(jia)雜(za)物(wu)，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)了(le)鑄(zhu)件(jian)的(de)質(zhi)量(liang)。泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)過(guo)濾(lv)片(pian)用(yong)於(yu)鋁(lv)合(he)金(jin)熔(rong)體(ti)的(de)過(guo)濾(lv)，通(tong)常(chang)選(xuan)用(yong)堇(jin)青(qing)石(shi)質(zhi)，網(wang)眼(yan)尺(chi)寸(cun)為(wei)0.8～1.0mm.西安飛機製造公司采用（90mm×80mm×20mm）泡沫陶瓷濾片，使油泵彎管頭、離合器殼、變扭器殼體等鑄件的合格率提高了40%～70%，僅此一項，就為該公司每年新增產值200萬元，實現利稅30萬元。
2.2銅合金鑄造過濾有色金屬熔體（黃銅、青銅、鋅、錫）在(zai)鑄(zhu)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)，同(tong)樣(yang)也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)氧(yang)化(hua)和(he)非(fei)金(jin)屬(shu)雜(za)物(wu)，出(chu)現(xian)大(da)量(liang)的(de)廢(fei)品(pin)，若(ruo)采(cai)用(yong)泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)濾(lv)片(pian)可(ke)大(da)大(da)降(jiang)低(di)廢(fei)品(pin)率(lv)。過(guo)濾(lv)銅(tong)合(he)金(jin)熔(rong)體(ti)通(tong)常(chang)選(xuan)用(yong)堇(jin)青(qing)石(shi)質(zhi)，網(wang)眼(yan)尺(chi)寸(cun)為(wei)1.0～1.2mm.2.3鋼鐵鑄造過濾泡沫陶瓷同樣適用於球磨鑄鐵、合金鋼、不鏽鋼等高溫合金的鑄造過濾。鋼鐵合金比重較大，熔點高，要求泡沫陶瓷的高溫強度、軟化溫度以及抗熱衝擊性都要比過濾鋁、銅高。通常選用氧化鋁和碳化矽質的泡沫陶瓷過濾片，濾片的網眼尺寸為2～3mm.2.4汽qi車che尾wei氣qi淨jing化hua處chu理li器qi催cui化hua劑ji載zai體ti隨sui著zhe我wo國guo汽qi車che行xing業ye的de不bu斷duan發fa展zhan，汽qi車che尾wei氣qi排pai放fang已yi成cheng為wei環huan境jing汙wu染ran的de主zhu要yao來lai源yuan。由you於yu泡pao沫mo陶tao瓷ci具ju有you比bi表biao麵mian積ji高gao、熱穩定性好、耐磨、不易中毒、低密度，已廣泛作為汽車尾氣催化淨化器載體使用。將泡沫陶瓷汽車尾氣催化淨化器安裝在汽油車排氣管中，可以使汽油車排出的CO，HC，NOx有害氣體轉化成CO2，H2O，N2，轉化率可達90%以上；用在柴油車上，碳粒淨化率在50%以上。當泡沫陶瓷濾芯積滿碳粒時，可以采用催化氧化法或電控燃燒法再生，不斷消除沉積的碳粒，達到長期使用的目的。
2.5其(qi)他(ta)應(ying)用(yong)在(zai)高(gao)溫(wen)條(tiao)件(jian)下(xia)，泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)具(ju)有(you)優(you)良(liang)的(de)熱(re)輻(fu)射(she)特(te)性(xing)，被(bei)用(yong)於(yu)強(qiang)化(hua)傳(chuan)熱(re)和(he)多(duo)孔(kong)介(jie)質(zhi)的(de)燃(ran)燒(shao)技(ji)術(shu)中(zhong)，效(xiao)果(guo)顯(xian)著(zhu)。泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)還(hai)可(ke)以(yi)做(zuo)成(cheng)光(guang)觸(chu)媒(mei)載(zai)體(ti)，在(zai)泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)載(zai)體(ti)上(shang)塗(tu)覆(fu)納(na)米(mi)二(er)氧(yang)化(hua)鈦(tai)，受(shou)紫(zi)外(wai)線(xian)激(ji)發(fa)，具(ju)有(you)強(qiang)烈(lie)的(de)光(guang)催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)降(jiang)解(jie)特(te)性(xing)，可(ke)催(cui)化(hua)降(jiang)解(jie)有(you)機(ji)物(wu)和(he)微(wei)生(sheng)物(wu)，從(cong)而(er)淨(jing)化(hua)空(kong)氣(qi)。泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)還(hai)可(ke)以(yi)做(zuo)成(cheng)化(hua)工(gong)塔(ta)填(tian)料(liao)，布(bu)氣(qi)材(cai)料(liao)，煤(mei)氣(qi)灶(zao)節(jie)能(neng)燃(ran)燒(shao)板(ban)等(deng)。
綜上所述，泡沫陶瓷的應用將會給現代工業和現代生活帶來極大的經濟和社會效益。由於泡沫陶瓷使用方便、價格便宜、zhizaogongyijiandan，tongguocaizhidexuanzehegongyikongzhi，keyizhichengshiheyubutongyongtudepaomotaocichanpin。juyouyouliangtexingdepaomotaociyibeiyuelaiyueduoderensuorenshi，tajiangguangfanyingyongyuyejin、化工、環保、節能、醫學、電子等領域，前景十分廣闊。
3試(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)在(zai)泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)材(cai)料(liao)方(fang)麵(mian)，本(ben)試(shi)驗(yan)室(shi)也(ye)開(kai)展(zhan)了(le)一(yi)些(xie)研(yan)究(jiu)工(gong)藝(yi)。主(zhu)要(yao)是(shi)通(tong)過(guo)試(shi)驗(yan)驗(yan)證(zheng)各(ge)種(zhong)工(gong)藝(yi)參(can)數(shu)對(dui)泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)過(guo)濾(lv)器(qi)性(xing)能(neng)的(de)影(ying)響(xiang)，找(zhao)出(chu)更(geng)加(jia)合(he)理(li)的(de)、完善的工藝參數，以提高過濾器性能和生產出過濾溫度更高的、過濾鋼液及高溫合金的氧化鋯基泡沫陶瓷過濾器。試驗結果表明：1）ZrO2基泡沫陶瓷過濾器的製備應選用80%的磷酸二氫鋁水溶液作黏結劑；2）ZrO2基泡沫陶瓷過濾器（燒結助劑為Al2O3）的陶瓷粉料最佳比例為：w（ZrO2）=80%，w（Al2O3）=20%；3）泡沫陶瓷的抗壓強度隨Al2O3含量的增加而增大，但當Al2O3含量達到10%時抗壓強度增長緩慢；4）泡沫陶瓷的抗彎強度隨Al2O3含量的增加而增大，但當Al2O3含量達到20%時抗彎強度出現峰值，之後隨Al2O3含量的增加而減小；5）燒結過程中的升溫製度是關鍵，應采用慢速升溫製度。燒結速率如下：500℃以下1～2℃/min；500℃以上為3℃/min.4泡沫陶瓷過濾器的發展趨勢如前所述，近20nianlai，jingguozhuzaogongzuozhedenuli，paomotaociguolvqijiqizaiyetaizhuzaohejinguolvlingyudeyingyongyidedaolechangzudefazhan。jubuwanquantongji，guoneiqijinyiyoujin10條泡沫陶瓷過濾器生產線投入生產，年生產總量已達數百萬片。但據測算，我國鑄造行業的潛在年需求量約1億片左右。因此，在新的世紀，泡沫陶瓷過濾器的研究、生產和應用推廣工作尚需繼續加強，而且工作重點應放在以下幾個方麵：1）開發生產燒結溫度低、燒結時間短的新型低成本泡沫陶瓷過濾器；2）開發生產適用於各種活性合金、高溫物理化學性能穩定的新型泡沫陶瓷過濾器；3）開發生產適用於熔模鑄造、金屬型鑄造等特種鑄造工藝的異形泡沫陶瓷過濾器；4）深入研究泡沫陶瓷過濾器的過濾淨化機製和對金屬凝固過程的影響機製；5）係統研究泡沫陶瓷過濾器的應用技術，包括孔徑和厚度的選擇、安放方式和澆鑄係統的設計、澆鑄溫度和速度及金屬液壓頭的控製等；6）開展泡沫陶瓷過濾器的係列化和標準化工作。 |