p Por muito tempo, a produção de revestimentos cerâmicos só tem sido possível por meio de técnicas de sinterização conduzidas em mais de 1, 000 graus Celsius. Contudo, um novo método de pulverização, Deposição de aerossol em pó (PAD), permite a sua produção à temperatura ambiente normal. Portanto, é altamente atraente para aplicações industriais. Cientistas de engenharia da Universidade de Bayreuth sob a direção do Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos está trabalhando na linha de frente do desenvolvimento contínuo desta tecnologia. No jornal de " Materiais avançados ", eles apresentam suas vantagens e mostram como as propriedades funcionais dos filmes cerâmicos podem ser otimizadas em relação a aplicações de alta tecnologia. p Com PAD, filmes densos de cerâmica podem ser aplicados a muitos tipos diferentes de materiais, como aço, copo, silício, ou mesmo de plástico. Para alcançar isto, um pó cerâmico seco é primeiro convertido em um aerossol, ou seja, uma mistura de gás e partículas sólidas, com a ajuda de um gás portador. O aerossol é então transportado para uma câmara de vácuo, e acelerado a vários 100 metros por segundo através de um bico e direcionado para o material a ser revestido. No impacto, as minúsculas partículas de cerâmica se quebram. Os fragmentos resultantes, apenas alguns nanômetros de tamanho, recurso fresco, superfícies ativas. Eles se formam fortemente aderidos, revestimentos densos com espessura entre 1 e 100 micrômetros.

p "Graças à sua microestrutura densa, os revestimentos já exibem excelentes propriedades mecânicas mesmo logo após a deposição. Eles são extraordinariamente duros e têm boa resistência química, "explica o Dr.-Ing. Jörg Exner, primeiro autor do estudo, que foi uma força motriz no trabalho de pesquisa sobre PAD na Universidade. Contudo, como se viu, algumas propriedades funcionais dos revestimentos, especialmente a condutividade elétrica, provou ser inadequada sem realizar outras etapas. Em seu novo estudo, no entanto, os cientistas de engenharia de Bayreuth agora são capazes de relatar métodos eficazes de otimização.

p As estruturas cristalinas são de importância crucial neste contexto. O forte impacto das partículas cerâmicas nos materiais causa defeitos estruturais nos fragmentos resultantes. Isso não afeta apenas a condutividade elétrica, mas também outras propriedades funcionais. “Por um pós-tratamento térmico, ou a chamada têmpera, esses defeitos podem ser eliminados quase completamente. Conseguimos mostrar que as temperaturas exigidas são geralmente muito mais baixas do que para a sinterização convencional. Evitar essas temperaturas extremamente altas é o que torna o PAD tão atraente. Portanto, permanece verdadeiro:esta tecnologia oferece um potencial industrial muito alto, especialmente onde revestimentos cerâmicos de alta qualidade são necessários, "Exner conclui.

p O tipo de materiais cerâmicos são processados ​​depende das aplicações tecnológicas pretendidas:Cerâmicas dielétricas são adequadas para capacitores, cerâmicas funcionais eletricamente condutoras são preferidas para sensores, e o óxido de zircônio estabilizado com ítrio é usado em células a combustível de alta temperatura. Mesmo as baterias de íon de lítio podem ser produzidas dessa maneira.

p A compreensão científica das estruturas do filme cerâmico e de suas propriedades funcionais, obtido na Universidade de Bayreuth, contribuirá significativamente para o objetivo de integrar componentes revestidos de alta qualidade em sistemas complexos de uma forma sustentável. Novas tecnologias, por exemplo, nas áreas de armazenamento e conversão de energia, ou para fins de monitoramento ambiental, portanto, pode se beneficiar consideravelmente das aplicações de deposição de aerossol em pó.