銅粉末燒結濾芯

一、結構

銅粉末燒結濾芯是一種廣泛應用于工業過濾領域的多孔功能材料，通常采用電解銅粉、球形銅粉或其他形狀的青銅粉，使得濾芯保留了銅的優良特性，如良好的導熱性、導電性、一定的強度和韌性，以及可加工性。粉末的粒度、形狀和粒徑分布直接決定了最終濾芯的孔徑和性能。

銅粉末燒結濾芯的結構可以概括為“三維立體、相互貫通、孔徑不均一的多孔網狀結構”。其具體構成如下：

1、三維網狀多孔體：這是其核心結構。無數的銅顆粒在高溫下通過“燒結”相互連接在一起，形成牢固的骨架。顆粒與顆粒之間留下的空隙就構成了曲折、貫通的多孔通道。

2、孔徑特性：

（1）孔徑分布：并非像篩網一樣是均勻的單一孔徑，而是一個孔徑分布范圍。例如，標稱精度為10μm的濾芯，意味著它能有效攔截大于10μm的顆粒，但其內部同時存在小于10μm和大于10μm的孔道。

（2）曲折路徑：流體中的顆粒需要穿過這些彎彎曲曲的孔道，大大增加了與孔壁碰撞并被捕獲的幾率。

二、工作原理

銅粉末燒結濾芯的過濾原理是典型的深層過濾，其核心機制是吸附、滯留和篩分的綜合作用。

1、篩分作用（表面攔截）

這是最直接的作用。當流體中的雜質顆粒尺寸大于濾芯表面或內部某個孔道的孔徑時，會被直接攔截在孔口或卡在孔道中。這是對最大顆粒的主要攔截方式。

2、吸附作用（深層捕獲）

這是其高效過濾的關鍵。對于小于標稱精度的微小顆粒，篩分作用有限。此時，以下機制發揮作用：

（1）直接撞擊：流體在曲折的孔道中流動時不斷改變方向，顆粒因慣性會脫離流線，直接撞擊到孔道的骨架壁上并被捕獲。

（2）擴散作用：尤其對于亞微米級顆粒，布朗運動顯著，它們會無規則地運動并吸附到孔壁表面。

（3）靜電吸附：顆粒和濾材表面可能帶有電荷，通過靜電引力實現吸附。

3、滯留作用

一旦有顆粒被捕獲，它們會沉積在孔道的狹窄處或骨架的交叉點。這些被捕獲的顆粒本身會進一步縮小孔道的有效流通面積，形成新的、更細的“過濾層”，從而能夠捕獲更小的顆粒。這個過程也稱為“架橋”現象。

總結來說，流體攜帶雜質進入濾芯內部錯綜復雜的三維網狀結構后，較大的顆粒被篩分攔截，而更小的顆粒則在穿過漫長而曲折的孔道時，通過撞擊、擴散等效應不斷被吸附到骨架表面，最終被滯留沉積下來，純凈的流體則從另一端流出。

三、主要特點與應用

1、優點：

（1）高孔隙率和納污容量：三維網狀結構能容納大量雜質。

（2）強度高、耐壓差：冶金結合使其能承受較高的壓力沖擊和疲勞。

（3）耐高溫、耐腐蝕：可在較高溫度下工作，并耐受多種介質。

（4）可清洗再生：堵塞后可通過反吹、超聲清洗等方法恢復部分性能。

（5）性能穩定：不易發生材料老化或變形。

2、缺點：

（1）一次性制造成本較高。

（2）阻力相對較大：由于孔道曲折，初始壓降比表面式濾芯（如濾網）大。

（3）精度為名義精度，非絕對精度。

3、應用：

（1）液壓油、潤滑油過濾：去除系統中的磨損顆粒和雜質。

（2）化工流程：各種腐蝕性氣體、液體的過濾與分離。

（3）聚酯熔體過濾：在化纖行業中用于過濾聚合物熔體。

（4）氣體凈化：壓縮空氣、惰性氣體中的固體顆粒過濾。

（5）消聲器：利用其多孔結構，可用于氣流消聲。

（6）發泡裝置：作為氣體分布器，產生均勻微小的氣泡。