Combinación de subóxidos de circonio y titanio mediante fotopolimerización en tina
Eric Schwarzer-Fischer 1, Anne Günther 1, Sven Roszeitis 1, Tassilo Moritz 1
Afiliación
1Procesos y Componentes, Instituto Fraunhofer de Tecnologías y Sistemas Cerámicos, 01277 Dresde, Alemania.
PMID: 34064507 PMCID: PMC8124931 DOI: 10.3390/ma14092394
Resumen
Un proceso de fabricación aditiva multicerámica desarrollado recientemente (multi-CAMP) y un dispositivo adecuado ofrecen un enfoque multimaterial mediante fotopolimerización en tina (VPP) de componentes cerámicos multifuncionales. Sin embargo, este proceso se limita a polvos cerámicos con cierta translucidez para la luz visible. Por lo tanto, se descartan los polvos cerámicos conductores de electricidad debido a su comportamiento de absorción de luz y su color oscuro. El objetivo del trabajo colaborativo descrito en el artículo fue desarrollar una combinación de materiales para este enfoque multimaterial del método de fotopolimerización en tina aditiva que permite combinar conductividad eléctrica y aislamiento eléctrico además de una alta resistencia mecánica en componentes cerámicos co-sinterizados. Como componente conductor se eligen subóxidos de titanio, mientras que la circona forma la parte mecánicamente estable y aislante. Dado que los subóxidos de titanio no se pueden utilizar para la fotopolimerización en tina debido a su comportamiento de absorción de luz, se utiliza titania en su lugar. Tras la fabricación aditiva, las piezas de dos componentes se co-sinterizan en una atmósfera reductora para transformar la titania en sus subóxidos y, así, conseguir la combinación de propiedades deseada. El artículo describe los desafíos del coprocesamiento de ambos materiales debido a las complejas propiedades ópticas de la titania. Además, el artículo muestra piezas de prueba cosinterizadas con éxito de la combinación de materiales de circonio/subóxido de titanio, que se obtienen mediante el ensamblaje de componentes VPP de un solo material en estado verde y el posterior tratamiento térmico común. Se discuten los resultados de investigaciones microestructurales y de interfaz, como mediciones eléctricas.

Palabras clave: Fases de Magnéli; fabricación aditiva; hibridación; componentes multifuncionales; subóxidos de titanio; fotopolimerización en tina (VPP); circonita.