Preparation of functional ceramics with the use of radical polymerization

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 finalnego 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.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 final 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