Resumen de Inkjet printing: a exible manufacturing of functional ceramic coatings by Chemical Solution Deposition
Marta Vilardell Navarro
La proposta inicial de la Tesi ha estat l’estudi de la viabilitat de la utilització de la tecnologia d’impressió per raig de tinta per a la producció de recobriments ceràmics funcionals tant en forma de capes com en dissenys predeterminats. S’han utilitzat com a models dos materials ceràmics diferents: l’òxid mixt de coure, itri i bari (YBa2Cu3O7-x), amb aplicacions per a l’obtenció de cintes superconductores d’alta temperatura i l’òxid mixt de lantà, estronci i manganès (La0.7Sr0.3MnO3) amb propietats de magnetoresistència gegant i transició metall-aïllant. La Tesi està dividida en set capítols, essent el primer una introducció als materials ceràmics funcionals i la seva obtenció mitjançant el procés de Deposició de Solucions Químiques (CSD), els diferents sistemes de deposició correntment utilitzats i els avantatges que pot suposar la utilització de l’impressió per raig de tinta. En el segon capítol es presenta els fonaments bàsics de la tecnologia d’ impressió per raig de tinta (inkjet printing) així com una visió de “ l’estat de l’art”, els diferents sistemes que poden utilitzar- se, i els requeriments de les tintes en cada cas. Seguidament hi ha un capítol experimental de preparació i característiques dels materials ceràmics estudiats en la Tesi així com de les diferents tècniques de caracterització utilitzades. El quart capítol s’inicïa amb una introducció històrica a la problemàtica de la formació de gotes i seguidament s’estudien diferents aspectes del procés d’inkjet printing tant des de el punt de vista fisicoquímic de les tintes emprades, com des de l’ajust en el procés de formació de la gota mitjançant la modificació de les propietats reològiques de la tinta i els paràmetres d’actuació del capçal d’impressió. Seguidament en els capítols 5 i 6 es presenta l’aplicació de l’inkjet printing en la formació dels dos sistemes d’òxids funcionals abans esmentats. En el capítol 5, es descriu l’obtenció del material ceràmic superconductor (YBa2Cu3O7-x) tant en recobriments continus (capes), com en dissenys predeterminats (tracks i dibuixos), on es demostra que és possible controlar el gruix de la capa final sense cap modificació prèvia de la tinta, controlant els paràmetres de deposició com són el nombre de gotes per unitat d’àrea o el volum de la gota. En el capítol 6 es descriu la producció del material magnetoresistiu (La0.7Sr0.3MnO3), tant en capes contínues com en tracks. En aquest capítol es presenta, a més, l’obtenció d’un aparell magnetoresistiu combinant la deposició de solucions químiques amb la tecnologia d’inkjet printing. Finalment, en el capítol 7 es presenten els resultats recents en l’escalat de cintes comercials amb recobriments ceràmics. D’aquesta manera, s’obre el camí per a la transferència tecnològica dels resultats presentats ja que es demostra que la impressió implementada en un procés continu de materials ceràmics funcionals és factible sobre cintes metàl·liques comercials. La Tesi finalitza amb unes conclusions generals i consta també d’un apèndix glossari dels termes de dinàmica de fluids emprats al llarg del text. En el transcurs d’aquesta Tesi s’ha demostrat doncs, per primera vegada, que la deposició de solucions químiques combinada amb la tecnologia d’inkjet printing és factible i dóna lloc a materials ceràmics amb propietats comparables als formats obtinguts amb les tècniques de deposició més convencionals, amb l’avantatge addicional de la possibilitat de combinar en la mateixa línia de producció patrons i capes contínues de diverses formes i gruixos.
