Huokoiset metallisintratut suodatuskomponentit ovat toiminnallisia suodatusaineita, jotka on valmistettu jauhemetallurgialla tai metalliverkkosintrausprosesseilla. Niitä käytetään laajalti kemian-, lääke-, elintarvike-, ympäristönsuojelu- ja uusien energiateollisuudessa. Substraattimateriaalien ja rakennesuunnittelun erojen perusteella yleisiä tuoteluokkia ovat titaanijauhesintratut suodatinpatruunat, titaanijauhesintratut suodatinlevyt ja ruostumattomasta teräksestä valmistetut sintratut suodatinpatruunat. Vaikka kaikki kolme kuuluvat sintrattujen metallien suodatusmateriaalien luokkaan, kullakin on käytännössä erillinen tekninen rooli materiaaliominaisuuksien ja muovausprosessien vaihtelujen vuoksi. Alla on lyhyt esittely jokaiseen TOPTITECHin tyyppiin.
Titaanijauhesintratut suodatinpatruunat
Titaanijauhesintratut suodatinpatruunat valmistetaan erittäin-puhdasta titaanijauheesta kylmä-isostaattisen puristuksen ja korkean-lämpötilan tyhjiösintrauksen avulla, jolloin saadaan jäykkä huokoinen runko, jossa on kolmiulotteinen toisiinsa yhdistetty huokosrakenne. Huokosarkkitehtuuri on yhtenäinen ja tarkasti hallittavissa, ja suodatustarkkuus on säädettävissä välillä 0,1-100 μm prosessivaatimuksista riippuen. Näillä patruunoilla on myös erinomainen korroosionkestävyys ja erinomainen biologinen yhteensopivuus.
Näiden suodatinpatruunoiden tärkein ominaisuus on niiden poikkeuksellinen kemiallinen stabiilisuus. Ne kestävät pitkäaikaista Puhtaan titaanin pinta muodostaa spontaanisti tiheän oksidikalvon, joka estää piste- tai rakokorroosiota jopa korkean -hapetuspotentiaalin ympäristöissä. Lisäksi titaanisuodatinpatruunat tarjoavat hyvän puristuslujuuden ja lämpöiskun kestävyyden säilyttäen rakenteellisen eheyden merkittävissä lämpötilagradienteissa ilman halkeamia tai muodonmuutoksia.
Mitä tulee sovelluksiin, titaanijauhesintrattuja suodatinpatruunoita käytetään laajalti steriilisuodatuksessa lääketeollisuudessa, ultrapuhtaan veden käsittelyssä puolijohteiden valmistuksessa, katalyytin talteenotossa kemiallisissa prosesseissa ja huokoisina kuljetuskerroksina vesielektrolyysijärjestelmissä vedyn tuotannossa. Biolääketieteen alalla niiden bioyhteensopivuus mahdollistaa niiden käytön suodatuskomponentteina implantoitavissa laitteissa tai ilmastuselementteinä soluviljelyalustassa.
Titaanijauhesintratut suodatinlevyt
Titaanijauhesintratut suodatinlevyt kuuluvat samaan titaani-pohjaisten sintrattujen huokoisten materiaalien perheeseen kuin suodatinpatruunat, mutta ne erottuvat levytyyppisestä-geometriastaan, mikä tekee niistä soveltuvia suuren-virtauksen, suuren -pinta--pinta-alan suodatussovelluksiin. Valmistusprosessi perustuu vastaavasti isostaattiseen puristukseen ja tyhjiösintraamiseen, mutta eri muottirakenteilla ja sintraustukimenetelmillä voidaan valmistaa suurikokoisia levyjä, joilla on ohut seinämäpaksuus ja hyvä tasaisuus.
Titaanisuodatinlevyjen ensisijainen etu on niiden suuri suodatusvirtaus pinta-alayksikköä kohti ja erinomainen jäykkyys, joka estää taipumisen tai muodonmuutoksen paine-eron vaikutuksesta. Paksuutta voidaan räätälöidä välillä 1–10 mm suodatustarkkuuden ja rakenteellisen lujuuden tasapainottamiseksi. Lisäksi näiden levyjen pinta voidaan työstää myöhempää porausta, uraa tai hitsauskokoonpanoa varten, mikä helpottaa järjestelmän integrointia.
Käytännön sovelluksissa titaanijauhesintrattuja suodatinlevyjä käytetään yleisesti suurissa{0}}teollisissa suodatusjärjestelmissä nesteiden jakeluun ja kiinteiden-nesteiden erottamiseen, kuten suotoveden suodatukseen metallurgisissa prosesseissa, aktiivihiilen pidättämisessä hienokemikaalituotannossa ja lietteen vedenpoiston esikäsittelyssä ympäristön vedenkäsittelyssä. Elektrolysointijärjestelmissä titaanisuodatinlevyt toimivat myös elektrodien tukina tai kupla{3}}sulkukomponentteina nesteen jakautumisen optimoimiseksi elektrolyysin aikana.
Ruostumattomasta teräksestä valmistetut sintratut suodatinpatruunat
Ruostumattomasta teräksestä valmistetut sintratut suodatinpatruunat valmistetaan pinoamalla useita kerroksia ruostumatonta teräsverkkoa (tyypillisesti 304- tai 316L-laatuja), joiden verkkojen määrä vaihtelee, minkä jälkeen suoritetaan tyhjösintraus korkeassa-lämpötilassa integroidun jäykän suodatinelementin muodostamiseksi. Rakenne koostuu suojakerroksista, suodatuskerroksista, dispersiokerroksista ja tukikerroksista, jotka kaikki sidotaan metallurgisesti sintrausprosessin aikana ilman hitsauskohtien tai sideaineiden lisäämistä.
Tämän tyyppisen suodatinpatruunan tunnusomaisia piirteitä ovat sen suuri avoin{0}}pinta-ala ja alhainen virtausvastus. Koska teräsverkko itsessään tarjoaa säännöllisiä ja jatkuvia virtauskanavia, patruuna toimii erittäin alhaisella painehäviöllä, mikä tekee siitä erityisen sopivan suuren -virtauksen kierrätyssuodatusjärjestelmiin. Lisäksi 316L materiaali kestää hyvin happamia väliaineita ja orgaanisia liuottimia, joten se pystyy käsittelemään useimmat kemiallisten nesteiden käsittelytehtävät. Sen jäykkä rakenne helpottaa myös paikan päällä tapahtuvaa vastapesua, mikä tekee huollosta yksinkertaista ja tehokasta.
Ruostumattomasta teräksestä valmistettuja sintrattuja suodatinpatruunoita käytetään laajalti polymeerisulasuodatuksessa petrokemian teollisuudessa, jossa niiden erinomainen lämpöstabiilisuus ja väsymiskestävyys antavat mahdollisuuden kestää toistuvia käynnistys{0}}pysäytysjaksoja ja lämpöshokkia. Lisäksi niillä on tärkeä rooli hedelmämassan suodatuksessa elintarvike- ja juomateollisuudessa, öljynjalostuksessa hydraulijärjestelmissä ja pakokaasujen pesurin vedenkäsittelyssä merisovelluksissa.
