rys 9

Otrzymywanie ceramiki funkcjonalnej z wykorzystaniem reakcji polimeryzacji rodnikowej

W otrzymywaniu tworzyw ceramicznych o założonych właściwościach znaczącą rolę odgrywają procesy formowania, pozwalające na przejście od proszku ceramicznego do wyrobu o określonej geometrii i mikrostrukturze. Formowanie proszków ceramicznych stawia dzisiejszej nauce i technice wysokie wymagania, między innymi: możliwość wytwarzania elementów o skomplikowanej geometrii, szybki czas formowania, zminimalizowanie lub wyeliminowanie obróbki końcowej drogimi narzędziami (głównie diamentowymi), czy też stosowanie przyjaznych środowisku związków wspomagających proces formowania. Wymagania te spełniają metody formowania oparte na układach koloidalnych, m.in. metoda odlewania żelowego, w której konsolidacja ceramicznej masy lejnej następuje w wyniku reakcji polimeryzacji, zachodzącej w masie odlanej do form.

 

Metoda odlewania żelowego służy do otrzymywania tworzyw ceramicznych o skomplikowanej geometrii, bez konieczności stosowania kosztownej aparatury pracującej pod zwiększonym ciśnieniem, jak na przykład w metodzie wtrysku. Wykorzystując reakcję polimeryzacji wewnątrz ceramicznej masy lejnej, można otrzymać elastyczne folie ceramiczne, a spiekając surowe kształtki – także ceramikę gęstą, materiały porowate oraz układy wielowarstwowe. W literaturze naukowej coraz częściej pojawiają się publikacje na temat możliwości łączenia procesu odlewania żelowego z innymi technikami formowania, na przykład w otrzymywaniu cienkich folii ceramicznych (ang. gel-tape casting), odlewaniu elektroforetycznym (ang. gel electrophoresis), utwardzaniu cienkich warstw ceramicznych (ang. photo-gelcasting), w otrzymywaniu ceramiki porowatej przez żelowanie spienionej zawiesiny (ang. gelcasting of foams), itp.

 

PEŁNA WERSJA ARTYKUŁU DO POBRANIA
dr inż. Paulina Wiecińska
P Wiecinska Od 2010 roku jest adiunktem na Wydziale Chemicznym Politechniki Warszawskiej, w Katedrze Technologii Chemicznej. Doświadczenie naukowe zdobyła m.in. podczas kilkumiesięcznych staży zagranicznych, w Instytucie EMPA w Szwajcarii oraz NIMS w Japonii. Obecnie zajmuje się badaniami nad innowacyjnymi defl okulantami na bazie pochodnych sacharydów w formowaniu nanoproszków ceramicznych oraz nad otrzymywaniem materiałów wielowarstwowych i kompozytowych z wykorzystaniem reakcji polimeryzacji rodnikowej. Zajmowała się m.in. syntezą monomerów organicznych na bazie glukozy, badaniami nad projektowaniem i otrzymywaniem ceramiki gęstej i porowatej oraz modyfi kacją właściwości reologicznych koloidalnych zawiesin ceramicznych.

 

Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie obsługi JavaScript.

mgr inż. Mariola Bachonko inż. Oksana Ryżyk
M BachonkoAbsolwentka drugiego stopnia studiów kierunku Technologii Chemicznej na Wydziale Chemicznym Politechniki Warszawskiej. W ramach pracy magisterskiej zajmowała się otrzymywaniem ceramiki porowatej z Al2O3 metodą żelowania spienionej zawiesiny oraz wypalających się dodatków. W pracy inżynierskiej zajmowała się spiekaniem folii ceramicznych z tlenku cyrkonu. O RyzykAbsolwentka pierwszego stopnia studiów kierunku Technologii Chemicznej na Wydziale Chemicznym Politechniki Warszawskiej. W swojej pracy inżynierskiej zajmowała się badaniami nad cieczami zagęszczanymi ścinaniem. W ramach pracy magisterskiej prowadzi badania nad otrzymywaniem kompozytów Al2O3 – ZrO2 metodą odlewania żelowego.

 

STRESZCZENIE:
Materiały ceramiczne stanowią obecnie zróżnicowaną grupę materiałów mających coraz szersze zastosowanie, od tworzyw dla przemysłu elektronicznego i motoryzacyjnego, przez narzędzia skrawające, elementy ścierne, elementy ogniotrwałe o podwyższonej jakości, aż po materiały wykorzystywane w przemyśle jądrowym i w medycynie. Do wytworzenia powyżej wymienionych elementów konieczne jest zastosowanie surowców ceramicznych o odpowiednich właściwościach, a niezwykle ważnym etapem produkcyjnym jest uformowanie danego surowca, czyli nadanie mu postaci jak najbardziej zbliżonej do kształtu fi nalnego produktu. W technologii ceramiki znanych jest wiele metod formowania proszków ceramicznych, ale ich pewne niedoskonałości, takie jak wysoka energochłonność, możliwość wytwarzania elementów tylko o prostej geometrii, długi czas formowania itp. sprawiają, iż ciągle prowadzone są prace badawcze nad poszukiwaniem nowych i udoskonalaniem istniejących metod formowania materiałów. Do najnowszych sposobów wytwarzania elementów ceramicznych należy metoda odlewania żelowego, zwana dość powszechnie z języka angielskiego gelcasting, która łączy tradycyjny sposób formowania z ceramicznych mas lejnych i chemię polimerów. W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania reakcji polimeryzacji rodnikowej w otrzymywaniu ceramiki technicznej z zakresu ceramiki gęstej i porowatej. Stosując różnorodne dodatki organiczne do koloidalnych zawiesin proszków ceramicznych, w wyniku procesów formowania i spiekania, otrzymano materiał kompozytowy ZTA o wysokim stopniu zagęszczenia, ceramikę porowatą z Al2O3 oraz folie z ZrO2, wysoce elastyczne w stanie surowym.
SUMMARY Preparation of functional ceramics with the use of radical polymerization
Advanced ceramic materials currently represent a diverse group of materials which are becoming more widely used as the basis for electronic and automotive industry, cutting tools, abrasive elements, refractory elements of high quality, materials used in nuclear industry and medicine. In order to manufacture the above mentioned items, it is necessary to use ceramic raw materials of suitable properties, nevertheless the important stage of the production is the formation of the material, that is giving the shape of the fi nal product. There are many moulding methods used in ceramic technology but the limitations such as high energy-consumption, the possibility to obtain only simple geometries, long moulding time, etc. cause that the search for new moulding methods and improvement of already existing is far from being completed. One of the intensively studied forming methods is gelcasting which connects the traditional moulding from ceramic slips with polymer chemistry. The article presents the possibilities to use the reaction of radical polymerization in fabrication of both dense and porous functional ceramics. Through applying various organic additives to the colloidal ceramic suspensions it was possible to obtain ZTA composite of high density, porous Al2O3 ceramics and highly elastic ZrO2 tapes.
Zapraszamy do składania zamówień na prenumeratę i numery archiwalne

ISSN 0039-8144

Informujemy, że w ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza, że akceptują Państwo otrzymywanie cookies. więcej informacji...