Объединение субоксидов циркония и титана методом фотополимеризации в чане
Эрик Шварцер-Фишер 1, Анне Гюнтер 1, Свен Розейтис 1, Тассило Мориц 1
Принадлежность
1Процессы и компоненты, Институт керамических технологий и систем Фраунгофера, 01277 Дрезден, Германия.
PMID: 34064507 PMCID: PMC8124931 DOI: 10.3390/ma14092394
Аннотация
Недавно разработанный процесс аддитивного производства мультикерамики (multi-CAMP) и соответствующее устройство предлагают подход к использованию нескольких материалов путем фотополимеризации в ванне (VPP) многофункциональных керамических компонентов. Однако этот процесс ограничен керамическими порошками с определенной прозрачностью для видимого света. Поэтому электропроводящие керамические порошки исключаются из-за их светопоглощающих свойств и темного цвета. Целью совместной работы, описанной в статье, была разработка комбинации материалов для этого многоматериального подхода метода аддитивной фотополимеризации в ванне, который позволяет сочетать электропроводность и электрическую изоляцию, а также высокую механическую прочность в совместно спеченных керамических компонентах. В качестве проводящего компонента выбраны субоксиды титана, тогда как диоксид циркония образует механически стабильную и изолирующую часть. Поскольку субоксиды титана нельзя использовать для фотополимеризации в ванне из-за их светопоглощающих свойств, вместо них используется диоксид титана. После аддитивного производства две составные части совместно спекаются в восстановительной атмосфере для преобразования диоксида титана в его субоксиды и, таким образом, достижения желаемого сочетания свойств. В статье описаны проблемы совместной обработки обоих материалов из-за сложных оптических свойств титана. Кроме того, в статье показаны успешно спеченные испытательные детали из комбинации материалов диоксида циркония/субоксида титана, которые изготовлены путем сборки компонентов из одного материала VPP в сыром состоянии и последующей общей термической обработки. Обсуждаются результаты микроструктурных и межфазных исследований, в том числе электрических измерений.

Ключевые слова: фазы Магнели; аддитивное производство; гибридизация; многофункциональные компоненты; субоксиды титана; чановая фотополимеризация (ВПП); цирконий.