Porozne metalne sinterirane komponente za filtriranje su funkcionalni mediji za filtriranje proizvedeni metalurgijom praha ili postupcima sinteriranja žičane mreže. Naširoko su zaposleni u kemijskoj, farmaceutskoj, prehrambenoj industriji, industriji zaštite okoliša i industriji nove energije. Na temelju razlika u materijalima supstrata i strukturnim dizajnom, uobičajene kategorije proizvoda uključuju sinterirane filtarske uloške od titanovog praha, sinterirane filtarske ploče od titanovog praha i sinterirane filtarske uloške od nehrđajućeg čelika. Iako sva tri potpadaju pod kategoriju medija za filtriranje sinteriranih metala, svaki igra posebnu tehničku ulogu u praksi zbog varijacija u svojstvima materijala i procesima oblikovanja. Kratak uvod u svaku vrstu iz TOPTITECH-a nalazi se u nastavku.
Sinterirani filtarski ulošci od titanijskog praha
Sinterirani filtarski ulošci od titanovog praha proizvode se od titanovog praha visoke-čistoće hladnim izostatičkim prešanjem i visoko{1}}temperaturnim vakuumskim sinteriranjem, što rezultira krutim poroznim tijelom s tro-dimenzionalnom međusobno povezanom strukturom pora. Arhitektura pora je ujednačena i može se precizno kontrolirati, s preciznošću filtracije podesivom u rasponu od 0,1 μm do 100 μm, ovisno o zahtjevima procesa. Ovi ulošci također pokazuju izvanrednu otpornost na koroziju i izvrsnu biokompatibilnost.
Ključna značajka ovih filtarskih uložaka je njihova izuzetna kemijska stabilnost. Sposobni su izdržati dugo-izlaganje širokom rasponu jakih kiselina, slabih alkalija i medija koji-sadrže kloride, što ih čini posebno prikladnima za primjene koje uključuju rizike od korozije izazvane-kloridima. Površina čistog titana spontano stvara gusti oksidni film, koji sprječava rupičastu ili pukotinsku koroziju čak i u okruženjima s visokim -potencijalom oksidacije. Osim toga, titanski filtarski ulošci nude dobru tlačnu čvrstoću i otpornost na toplinski udar, održavajući strukturni integritet pod značajnim temperaturnim gradijentima bez pucanja ili deformacije.
Što se tiče primjene, sinterirani filtarski ulošci od titanijevog praha široko se koriste u sterilnoj filtraciji u farmaceutskoj industriji, obradi ultračiste vode u proizvodnji poluvodiča, oporabi katalizatora u kemijskim procesima i kao porozni transportni slojevi u sustavima elektrolize vode za proizvodnju vodika. U biomedicinskom području njihova biokompatibilnost omogućuje njihovu upotrebu kao komponenti za filtriranje u implantabilnim uređajima ili kao elemenata za prozračivanje u medijima stanične kulture.
Sinterirane filtarske ploče od titanijskog praha
Sinterirane filtarske ploče od titanovog praha pripadaju istoj obitelji sinteriranih poroznih-materijala na bazi titana kao i filtarski ulošci, ali se razlikuju po svojoj geometriji tipa-ploče, što ih čini prikladnima za aplikacije filtriranja s velikim-protokom, velikom-površinom-. Proces proizvodnje se na sličan način oslanja na izostatičko prešanje i vakuumsko sinteriranje, ali pomoću različitih dizajna kalupa i metoda potpore sinteriranja mogu se proizvesti ploče velikih-dimenzija s tankom debljinom stjenke i dobrom ravnošću.
Primarna prednost titanskih filtarskih ploča leži u njihovom visokom protoku filtracije po jedinici površine i izvrsnoj krutosti, koja sprječava savijanje ili deformaciju pod diferencijalnim tlakom. Debljina se može prilagoditi u rasponu od 1 mm do 10 mm kako bi se uravnotežila točnost filtracije i čvrstoća strukture. Nadalje, površina ovih ploča može se strojno obraditi za kasnije bušenje, izradu utora ili sklapanje zavarivanjem, olakšavajući integraciju sustava.
U praktičnim primjenama, sinterirane filtarske ploče od titanovog praha obično se koriste u-industrijskim filtracijskim sustavima velikih razmjera za distribuciju tekućina i odvajanje krutih-tekućina, kao što je filtracija procjednih voda u metalurškim procesima, zadržavanje aktivnog ugljena u finoj kemijskoj proizvodnji i prethodna obrada odvodnjavanja mulja u obradi okolišne vode. U sustavima elektrolizera titanske filtarske ploče također služe kao nosači elektroda ili komponente barijere-mjehurića za optimizaciju distribucije tekućine tijekom elektrolize.
Sinterirani filtarski ulošci od žičane mreže od nehrđajućeg čelika
Filtarski ulošci od sinterirane mreže od nehrđajućeg čelika proizvode se slaganjem više slojeva žičane mreže od nehrđajućeg čelika (obično razreda 304 ili 316L) s različitim brojem oka, nakon čega slijedi vakuumsko sinteriranje na visokoj-temperaturi kako bi se formirao integrirani kruti element za filtriranje. Struktura se sastoji od zaštitnih slojeva, filtracijskih slojeva, disperzijskih slojeva i potpornih slojeva, koji su svi metalurški povezani tijekom procesa sinteriranja bez uvođenja zavarenih točaka ili veziva.
Karakteristične značajke ove vrste filtarskog uloška su njegov visok omjer otvorene-površine i mali otpor protoku. Budući da sama žičana mreža pruža redovite i kontinuirane kanale protoka, uložak radi s vrlo niskim padom tlaka, što ga čini posebno prikladnim za recirkulacijske filtracijske sustave velikog-protoka. Štoviše, materijal 316L pokazuje dobru otpornost na kisele medije i organska otapala, što mu omogućuje da se nosi s većinom zadataka obrade kemijskih tekućina. Njegova kruta struktura također olakšava in-ispiranje na licu mjesta, čineći održavanje jednostavnim i učinkovitim.
Sinterirani filtarski ulošci od žičane mreže od nehrđajućeg čelika naširoko se primjenjuju u filtraciji taline polimera u petrokemijskoj industriji, gdje im izvrsna toplinska stabilnost i otpornost na zamor omogućuju da izdrže česte cikluse start-stop i toplinski udar. Osim toga, igraju ključnu ulogu u filtraciji voćne pulpe u industriji hrane i pića, rafiniranju nafte u hidrauličkim sustavima i obradi vode u pročišćivaču ispušnih plinova u pomorskim aplikacijama.
