Sợi kim loại nung làm vật lọc

Các yêu cầu mà vật lọc cà phê cần đáp ứng đơn giản: cái lọc cần giữ lại bột và không bị nước nóng phân hủy. Điều kiện xử lý khí thải trong các quy trình công nghiệp khắc nghiệt hơn nhiều: nhiệt độ cao đến hàng trăm độ và các khí thải thường là khí xâm thực. Trong những điều kiện như vậy, các nhà chế tạo cần có vật liệu lọc khác xenluloza hoặc hàng dệt để khử các hạt và chất ô nhiễm. Một giải pháp sử dụng vật liệu lọc làm từ kim loại đã được các nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Vật liệu ứng dụng và Kỹ thuật Chế tạo Fraunhofer sản xuất. Vật lọc được chế tạo từ các sợi kim loại nhỏ, dài vài milimét và dày 1/10 mm. Tùy theo các ứng dụng, chúng có thể được nung để tạo thành các vật hình bán nguyệt, như vòng, ống hoặc đĩa.

Tuy nhiên, trong quy trình chế tạo sợi thông thường, kim loại phải là loại tạo hình được. Theo Olaf Andersen thuộc Bộ phận Vật liệu Composit và Luyện kim bột của Viện Nghiên cứu Vật liệu ứng dụng và Kỹ thuật Chế tạo Fraunhofer ở Dresden, hợp kim nhiệt độ cao chứa nhiều nhôm và quá giòn đối với mục đích này. Các nhà nghiên cứu đã có thể chế tạo sợi từ hầu như tất cả các loại kim loại và hợp kim. Khả năng này cho phép chế tạo các vật liệu lọc đặc biệt, chịu nhiệt tốt hoặc vật liệu lọc xúc tác, được chế tạo riêng cho các ứng dụng đặc biệt. Phạm vi chế tạo vật liệu cực kỳ rộng là nhờ quy trình mới do Andersen và các cộng sự phát triển.

Khả năng tạo hình không phải là một yêu cầu, vì sợi được kéo trực tiếp từ kim loại nóng chảy. Một trụ xoay được làm nguội có profile tinh vi quay trên vật liệu nóng chảy. Phần nổi lên trên của profile quyết định độ dài và độ rộng của sợi tạo thành. Khi tiếp xúc với bề mặt kim loại lỏng, kim loại nguội đi, đóng rắn, co lại và cuối cùng tách khỏi trụ thành sợi mảnh. Trong công đoạn thứ hai, các nhà khoa học nạp sợi vào khuôn, đậy kín bằng một tấm vật liệu và nung sợi đến gần nhiệt độ nóng chảy của chúng. Trong quá trình thiêu kết, tấm đậy hạ xuống dần dần cho đến khi chạm tới một tay gạt. Thể tích còn lại và độ dài sợi quyết định kích thước lỗ rỗng trong vật lọc thành phẩm.

Ví dụ, vật lọc kim loại xốp được sử dụng để bảo vệ môtơ điện. Khi môtơ gặp lửa hoặc chất nổ, các khí nóng sẽ bị tống xuất qua vật lọc. Chúng nguội đi nhanh chóng trên bề mặt lớn bên trong kim loại, làm giảm thiểu nguy cơ và hư hại tiếp tục. Trong một dự án của Liên minh châu Âu, các nhà nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Vật liệu ứng dụng và Kỹ thuật Chế tạo Fraunhofer hợp tác với Hãng LECES của Pháp phát triển vật lọc cho lò nóng chảy. Do khí thải từ lò có chứa đioxin nên vật lọc cần có khả năng hoạt hóa xúc tác để phân hủy hiệu quả các hóa chất độc hại này.

                                                       Nguồn: Tech Monitor, 2005