Точность фильтрации спеченные элементы фильтра в основном определяется структурой пор фильтрующего материала и его единообразием его распределения. На стадии выбора сырья выбор металлических или неметальных порошков с узким распределением частиц по размерам является одним из ключевых факторов для повышения точности фильтрации. Например, строгий скрининг порошкового сырья с помощью анализатора размера частиц лазера, чтобы гарантировать, что стандартное отклонение размера частиц порошка контролируется в пределах ± 5%, может значительно уменьшить неоднородность пор, вызванная различиями в размере частиц во время спекания. В то же время наномасштабная модификация порошковой поверхности, такая как введение глинозем или кремнеземного покрытия, может усилить прочность связи между частицами и образовывать более плотную спеченную структуру.
Точный контроль параметров процесса спекания является важной частью повышения точности фильтрации. Использование технологии вакуумного спекания может создать среду без кислорода, эффективно избегать окисления порошков металлов и способствовать атомной диффузии между частицами. Исследования показали, что когда температура спекания контролируется в диапазоне от 80 до 120 ° C ниже температуры плавления металла и в сочетании с вакуумной степенью от 0,1 до 1pa, пористость спеченного тела может быть уменьшена до менее чем 15%, при этом поддержание открытой пористости более 30%. Для элементов пористого керамического фильтра сушка замораживания используется для предварительной обработки суспензии, которая может образовывать направленные пор каналы в ходе процесса спекания, что повышает точность фильтрации на 2-3 порядка.
Структурная оптимизационная конструкция предоставляет новые возможности для повышения точности фильтрации. Оптимизируя структуру канала потока элемента фильтра с помощью технологии компьютерного моделирования, может быть достигнуто равномерное распределение жидкости внутри элемента фильтра. Например, деревоподобный канал фрактального потока, разработанный с использованием принципа бионического, может уменьшить градиент скорости потока жидкости на 40%, тем самым уменьшая локальную нагрузку фильтрации. Кроме того, на поверхности фильтрации строится градиентная структура пор, то есть внешний слой использует материал фильтра с большим пор для предварительной фильтрации, а внутренний слой использует сверхбыточный материал фильтра пор для тонкой фильтрации. Эта составная структура может повысить общую эффективность фильтрации более чем на 50%.
Технология обработки поверхности обеспечивает важную поддержку для улучшения производительности спеченных элементов фильтра. Технология химического травления может образовывать наномасштабную грубую структуру на поверхности элемента фильтра, точно контролируя время реакции и температуру, тем самым увеличивая область контакта между материалом фильтра и жидкостью. Например, травление элемента фильтра из нержавеющей стали с смесью серной кислоты-гидрохлорной кислоты может увеличить ее удельную площадь поверхности в 2-3 раза, что значительно улучшит ее способность перехватывать крошечные частицы. Технология модификации плазмы вводит полярные группы на поверхности элемента фильтра, чтобы повысить селективность адсорбции фильтрующего материала для конкретных веществ. В применении элементов фильтра гемодиализа эта технология может увеличить скорость удаления мочевины на 15%.