Ученые Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» в составе исследовательской группы разработали новый состав суспензий для изготовления электропроводящих керамических изделий с помощью технологии стереолитографической 3D-печати.

Как сообщает пресс-служба Курчатовского института, полученные материалы обладают оптимальным сочетанием механических и электропроводящих свойств, что делает их перспективными для изготовления компонентов энергетических и медицинских устройств. В качестве основы суспензий выбран порошок оксида циркония, стабилизированного скандием. 3D-печать осуществлялась на опенсорсном настольном DLP 3D-принтере Autodesk Ember.

«На протяжении нескольких десятилетий научное сообщество активно изучает возможности трехмерной печати для изготовления различных керамических деталей, однако до недавнего времени большинство работ было направлено на оптимизацию механических свойств таких изделий. Если же дополнить характеристики этих материалов электропроводностью, откроются совершенно новые области применения. Речь идет о создании функциональной керамики, которую можно, к примеру, использовать в энергетике для изготовления топливных элементов», — рассказал старший научный сотрудник Курчатовского института Петр Соколов.

3D-печатное изделие из суспензии с 33-процентным содержанием 6ScSZ: «зеленая» заготовка (слева) и керамика после спекания при 1600°C (справа)

Топливные элементы — электрохимические устройства, преобразующие химическую энергию в электричество и используются в стационарных электростанциях, в качестве автономных источников тепло- и электроснабжения зданий, в двигателях транспортных средств, в качестве источников питания ноутбуков и мобильных телефонов. Функциональная керамика на основе оксида циркония перспективна не только благодаря свойствам материала: 3D-печать также открывает новые возможности, связанные с автоматизацией и созданием изделий сложной формы. В перспективе разработка может найти применение не только в энергетике, но и в медицине.

Помимо ученых Курчатовского института в исследовании принимали участие сотрудники Института проблем химической физики РАН, Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова и ООО «Неохим». Результаты опубликованы в журнале Journal of the European Ceramic Society.

Источник