Combinação de subóxidos de zircônia e titânio por fotopolimerização em cuba
Eric Schwarzer-Fischer 1, Anne Günther 1, Sven Roszeitis 1, Tassilo Moritz 1
Afiliação
1Processos e Componentes, Instituto Fraunhofer de Tecnologias e Sistemas Cerâmicos, 01277 Dresden, Alemanha.
PMID: 34064507 PMCID: PMC8124931 DOI: 10.3390/ma14092394
Resumo
Um processo de fabricação aditiva multicerâmica recentemente desenvolvido (multi-CAMP) e um dispositivo apropriado oferecem uma abordagem multimaterial por fotopolimerização em cuba (VPP) de componentes cerâmicos multifuncionais. No entanto, este processo é limitado a pós cerâmicos com certa translucidez para a luz visível. Pós cerâmicos eletricamente condutores são, portanto, excluídos devido ao seu comportamento de absorção de luz e cor escura. O objetivo do trabalho colaborativo descrito no artigo foi desenvolver uma combinação de materiais para esta abordagem multimaterial do método de fotopolimerização em cuba aditiva que permite combinar condutividade elétrica e isolamento elétrico, além de alta resistência mecânica em componentes cerâmicos co-sinterizados. Como componente condutor são escolhidos os subóxidos de titânio, enquanto a zircônia forma a parte mecanicamente estável e isolante. Como os subóxidos de titânio não podem ser usados para fotopolimerização em cuba devido ao seu comportamento de absorção de luz, a titânia é usada em seu lugar. Após a fabricação aditiva, os dois componentes são cosinterizados em atmosfera redutora para transformar a titânia em seus subóxidos e, assim, atingir a combinação de propriedades desejada. O artigo descreve os desafios do co-processamento de ambos os materiais devido às complexas propriedades ópticas da titânia. Além disso, o artigo mostra peças de teste co-sinterizadas com sucesso da combinação de materiais de subóxido de zircônia/titânio que são feitas pela montagem de componentes VPP de material único no estado verde e subsequente tratamento térmico comum. Os resultados de investigações microestruturais e de interface, como medições elétricas, são discutidos.
Palavras-chave: Fases de Magnéli; fabricação aditiva; hibridização; componentes multifuncionais; subóxidos de titânio; fotopolimerização em cuba (VPP); zircônia.