Placas cerâmicas obtidas por colagem de fita

Abstract

Placas cerâmicas densas, com espessuras variando entre 10 µm e ~ 1 mm, podem ser obtidas pela técnica de colagem fita que é uma técnica de conformação cerâmica, de custo relativamente baixo. A etapa mais crítica deste processo de conformação é a preparação de suspensões com elevado teor de sólidos, ~ 30% em massa, e, também, elevado teor de aditivos orgânicos, tais como ligante e plastificante. Dentre os vários produtos cerâmicos que podem ser produzidos pela técnica de colagem de fita, substratos eletrônicos e eletrólitos planares para pilhas a combustível de óxido sólido (PaCOS) destacam-se pelo elevado consumo e pelo valor agregado, respectivamente. Neste trabalho, a quantidade apropriada de aditivos em suspensões de alumina e suspensões de zircônia estabilizada com ítria (8 e 10% em mol) foi determinada através da avaliação do comportamento reológico das suspensões. Embora exista semelhança no tamanho médio de partículas das matérias primas, foi determinado que cada matéria prima necessita de quantidade específica de aditivos orgânicos para conferir às suspensões o comportamento pseudoplástico. Placas obtidas pela colagem das suspensões foram analisadas antes e após a sinterização. Os resultados obtidos mostram que a densidade, o tamanho de grão e a distribuição de poros são sensíveis ao teor de ligante. O tamanho de grão das placas é menor que os grãos desenvolvidos em peças obtidas por prensagem e, por conseqüência, a incidência de poros intragranulares também é muito menor.Dense ceramic sheets with thickness range between 10 µm and 1 mm can be obtained through tape casting that is a low cost ceramic forming technique. The critical step of this forming process is the preparation of suspension with high solid content, 30 weight %, and also high content of organic additives like as binder and plasticizer. Among the several ceramics products that can be produced through tape casting, electronic substrates and planar electrolytes for solid oxide fuel cells (SOFCs) stand out because of high consumption and the aggregate value, respectively. In this work the appropriated amount of additives for alumina and yttria stabilized zirconia (8 and 10 mol%) suspensions was determined through the rheological behavior. Although the raw materials possess similar average particle size it was found that specific amount of organics additives is required for each suspension for developing pseudoplastic behavior. Sheets prepared through tape casting were analyzed before and after sintering. The results show that the density, grain size, and pores distribution are sensitive to the binder amount. The sheet grain size is smaller than that one developed in ceramic body prepared through pressing and, consequently, smaller is the incidence of intragrains pores.