Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 70, Issue: 3, 2018
  • pp: 242-250

download: article (PL)

Foam ceramics from ZrO2 manufactured by gel-casting

Abstract (EN)

The objective of the present work consists in the development of highly porous zirconium dioxide foams by the gel-casting method using agarose as a gelling agent. This method allows the production of ceramics with a high total porosity of foam materials with approximately spherical cells interconnected by circular cell windows. Slurries with different concentrations of biopolymer were prepared, being in the range (0.22-1.30)wt% with regard to ceramic powder, which was then foamed and gelled to make porous shaped bodies. The total porosity of zirconia foams was in the range from 66.0 vol.% to 89.5 vol.%. The morphological observations showed that the size of cells and cell windows increased with increasing porosity of the foam. Depending on porosity the average cell size ranged from 102.7 µm to 536.9 µm, while the average cell window size varied from 20.2 µm to 152.3 µm. The samples were also characterized in terms of mechanical properties: compressive strength and Young's modulus.

Keywords (EN): ZrO2, Gel-casting, Agarose, Highly porous ceramics

Ceramika piankowa z ZrO2 wytworzona metodą gel-casting

Kocyło E., Potoczek M.

Abstract (PL)

W pracy przedstawiono sposób otrzymywania wysokoporowatego dwutlenku cyrkonu metodą żelowania spienionej zawiesiny z użyciem agarozy jako środka żelującego. Metoda ta pozwala na wytworzenie ceramiki o dużej porowatości w postaci materiałów piankowych o kulistych makroporach, zwanych komórkami pianki, które są połączone kanałami we wspólnych ściankach komórek (tzw. oknami). Przygotowano zawiesiny o różnym stężeniu biopolimeru, mieszczącym się w przedziale 0,22%-1,30% wag. w przeliczeniu na masę proszku ceramicznego, które następnie spieniano i żelowano w celu sporządzenia porowatych kształtek. Otrzymano materiały o porowatości całkowitej wynoszącej 66,0%-89,5% z przeważającym udziałem porowatości otwartej. Rozkład wielkości komórek oraz okien określono metodą analizy obrazu na podstawie mikrofotografii skaningowych. Przeprowadzone obserwacje morfologiczne wykazały, że rozmiar komórek i okien ulegał zwiększeniu wraz ze wzrostem porowatości pianki. W zależności od porowatości średnia wielkość komórki wynosiła od 102,7 µm do 536,9 µm, a średnia wielkość okna wahała się od 20,2 µm do 152,3 µm. Kształtki zostały również scharakteryzowane pod względem właściwości mechanicznych: wytrzymałości na ściskanie oraz modułu Younga.

Keywords (PL): ZrO2, gel-casting, agaroza, wysokoporowata ceramika

return…