Investigaciones adicionales han revelado que los cuerpos verdes formados por este método son frágiles y cuanto más pequeño es el tamaño de partícula de polvo utilizado, más frágiles son los cuerpos verdes. Este artículo informa sobre un estudio sobre la mejora de la plasticidad de cuerpos verdes cerámicos de óxido moldeados por SCC.

El equipo publicó su artículo en el Journal of Advanced Ceramics. el 21 de mayo de 2024.

"El objetivo de este estudio fue emplear plastificantes en el sistema de gel PIBM para mejorar la plasticidad de cuerpos verdes cerámicos de óxido con diferentes tamaños de partículas. Los plastificantes solubles en agua, glicerol y polietilenglicol (PEG), fueron seleccionados por contener grupos polares ( -OH) y secciones no polares", dijeron los autores.

El equipo de investigación cuantificó la plasticidad de los cuerpos verdes con diferentes plastificantes y polvos de diferentes tamaños de partículas mediante el análisis de la curva tensión-deformación por flexión y la tenacidad al impacto, además de realizar experimentos de perforación junto con el procesamiento práctico.

"El tamaño de las partículas del polvo cerámico jugó un papel fundamental a la hora de determinar la selección adecuada de plastificantes. En el caso de los polvos submicrónicos, se encontró que el glicerol con baja adición y cadenas moleculares más cortas tenía un efecto plastificante más pronunciado. A medida que disminuía el tamaño de las partículas, el PEG con una cadena molecular más larga y mayor plasticidad.

"Se requirió un aumento en la cantidad para los polvos a nanoescala. Los tamaños de partículas de 0,45 μm, 0,18 μm y 50 nm mostraron una mejora en la plasticidad con la adición de 1% en peso de glicerol, 1% en peso de PEG y 5% en peso de PEG. En consecuencia, la prueba de perforación reveló que casi no se producían grietas con plastificantes alrededor de los agujeros en los cuerpos verdes", afirman los autores.

Además, los autores descubrieron que "los plastificantes tenían poco efecto sobre las características de sinterización de los cuerpos verdes".

Con respecto al mecanismo de plasticidad, los autores explicaron:"La introducción de moléculas de glicerol y PEG interactuará con las moléculas de PIBM en suspensiones cerámicas mediante enlaces de hidrógeno y efecto hidrofóbico, lo que influirá en la interacción entre las moléculas de PIBM, modificando así la estructura de la red del gel. Al secar, esta red encapsula la superficie de las partículas cerámicas para formar una estructura similar a un capullo... para aliviar el duro contacto entre las partículas".

El equipo de investigación espera preparar muestras de gran tamaño, ampliando así aún más las aplicaciones industrializadas de la fundición por coagulación espontánea.

Los contribuyentes incluyen a Juanjuan Wang, Jin Zhao, Junyan Mao, Wenlong Liu, Haohao JI, Jian Zhang y Shiwei Wang del Laboratorio Estatal Clave de Cerámica de Alto Rendimiento y Microestructura Superfina, Instituto de Cerámica de Shanghai, Academia de Ciencias de China.