白剛玉（WFA）是生產許多高性能泡棉陶瓷的關鍵原料。
什麼是白剛玉（WFA）？
首先簡單介紹一下：白剛玉是一種合成材料，其製備方法是將高純度煅燒氧化鋁 (Al₂O₃) 在電弧爐中以超過 2000°C 的溫度熔化。然後，將其冷卻、破碎並分級成各種粒度。其主要特性如下：
高純度： 通常 >99% Al₂O₃。
高硬度：莫氏硬度 9.0。
優良的耐火性： 高熔點（~2050°C）。
良好的化學惰性： 耐酸、耐鹼。
控製粒度： 可以精確研磨和篩分。
為什麼在泡沫陶瓷中使用WFA？
泡沫陶瓷是一種多孔且輕質的結構，主要用作 過濾器 （用於熔融金屬）和 絕緣 材料。這些應用的要求與 WFA 的特性完美契合：
耐高溫： 用於過濾熔融鋁、鐵或鋼的泡棉陶瓷必須能夠承受極端溫度（700°C – 1600°C），且不會軟化或降解。 WFA 的高耐火度使其成為理想的選擇。
化學惰性： 材料不得與過濾的熔融金屬反應。 WFA 極為穩定，不會將雜質引入熔體。
抗熱震性： 過濾器浸入熔融金屬時，突然產生的溫度梯度可能會導致劣質材料開裂。陶瓷漿料（包含WFA和黏合劑）的特殊配方旨在緩解此問題，而WFA的固有特性有助於形成堅固的結構。
可控的孔隙率和結構： 泡沫的結構（孔徑、形狀和開放度）對其過濾效率至關重要。 WFA 顆粒提供堅固的骨架，確保在極端條件下維持這種結構。
高機械強度： 過濾器必須能抵抗熔融金屬流的侵蝕力和機械力。 WFA 的極高硬度確保過濾器保持形狀，且不會脫落顆粒。
WFA 在泡棉陶瓷製造過程中是如何使用的？
製造泡沫陶瓷最常見的方法是 複製聚合物海綿法。 WFA 在本製程的應用如下：
漿料製備： 將白剛玉細粉（通常添加其他添加劑，例如黏合劑、黏土和燒結助劑）與水混合，形成黏稠的乳狀漿料。白剛玉的粒徑分佈至關重要——它必須足夠細，以便均勻地覆蓋聚合物泡沫，同時還必須包含較粗的顆粒，以幫助建造堅固的結構。
浸漬： 將具有所需孔結構（例如，每英吋10、20、30個孔）的開孔聚合物泡棉（如聚氨酯）浸入漿料中。反覆擠壓和釋放，以確保WFA漿料徹底覆蓋聚合物網路的所有支柱。
去除多餘漿料： 浸漬後的泡沫透過滾筒或離心機去除多餘的漿料。這一步驟至關重要，以確保 孔隙 保持暢通，同時 支撐件 （陶瓷壁）完全覆蓋。
乾燥： 將塗層泡沫緩慢乾燥以去除水分，而不會使陶瓷塗層開裂。
燒盡聚合物： 將乾燥的零件加熱至中等溫度（約500-800°C），緩慢燒盡並去除聚合物泡沫模板。最終留下一個易碎且多孔的陶瓷複製品。
- 高溫燒成（燒結）： 零件隨後在極高的溫度下燒成（通常為 1450°C – 1650°C）。在此階段，WFA 顆粒燒結——它們在邊界處融合在一起，但並未完全熔化——形成堅固、整體且高度耐火的陶瓷骨架。
泡棉陶瓷用WFA主要規格
在為該應用程式採購 WFA 時，製造商會尋找：
純度（% Al₂O₃）： ≥ 99.0% 為標準。鈉（Na₂O）等雜質會降低耐火度並影響燒結。
粒度（目/細度）： 通常研磨成細粉。常見粒徑分佈為 F240、F280、F320，甚至更細（d50 值為 20-50 微米）。為了獲得最佳的填充密度和漿料流變性，通常會使用多種粒度混合。
化學： 低含量的 Fe₂O₃、SiO₂ 和 Na₂O 對於確保高溫性能和避免過濾金屬的污染至關重要。