Relationship between permeability and mechanical strength of Al2O3-SiC ceramic filters

Tem sido crescente o uso de cerâmicas reticulares em processos de refino e purificação de metais fundidos, filtração de gases quentes e combustão catalítica. A aplicação depende da composição química e das propriedades físicas do material (número de poros por polegada linear (ppi), porosidade e diâmetro de poro). Há um consenso de que a melhoria das propriedades dos filamentos resulta em um melhor desempenho mecânico do filtro cerâmico. Entretanto, a análise dos valores de resistência mecânica não pode ser considerada isoladamente, uma vez que para filtros cerâmicos esta tem que estar associada à permeabilidade. Neste trabalho é feita uma análise entre as propriedades fluidodinâmicas e mecânicas de filtros cerâmicos no sistema Al2O3-SiC na faixa de 8 a 90 ppi. Os resultados obtidos permitem considerações tanto no aspecto do processamento cerâmico quanto no modelamento mecânico apresentado na literatura.Reticulate ceramics have been increasingly employed in purification of gases, liquid metals and in catalytic processes. The application area usually depends on the chemical composition and the physical properties (porosity, pore size and pore counting (ppi)). In most cases, reticulate ceramics are submitted to compression loads at high temperatures, which makes the durability of these cellular materials be ultimately related to the mechanical quality of the struts. In filtration applications, it is also important the evaluation of fluid dynamic properties of the ceramic, specifically its permeability to fluid flow. In this work, a relationship between mechanical properties and permeability constants of Al2O3-SiC ceramic foam filters with 8 to 90 ppi is presented. Results were associated with the processing technique and with the mechanical modeling presented in the literature