3 /Ti tout en leur conférant simultanément une capacité photocatalytique par traitement chimique et/ou thermique. (Figure 1)
Différents types de composites métal-céramique ont été recherchés et développés, mais leur combinaison et leurs structures fines étaient limitées. En particulier, l'association de céramiques telles que l'alumine utilisée comme matrice et le titane, un métal biocompatible, a un problème en ce que la structure des composites n'est pas uniforme en raison de la grande réactivité du titane (l'oxydation se produit et des composés chimiques sont produits) et la grande granulométrie de la poudre de Ti disponible dans le commerce (plusieurs dizaines de micromètres). Ainsi, il était difficile de produire des composites qui présentent à la fois les avantages de la céramique et du métal :c'est-à-dire composites dans lesquels la poudre de Ti métallique est dispersée de manière homogène dans la matrice et possède d'excellentes propriétés mécaniques.
Le groupe a préparé de l'hydrure de titane broyé à billes (TiH 2 ) poudre fine mélangée à de la poudre d'alumine, produire de l'IA 2 O 3 /Ti composites utilisant une méthode basée sur la décomposition in situ de TiH 2 au Ti et frittage simultané avec Al 2 OI 3 , quel processus a inhibé l'IA 2 O 3 dissolution dans Ti par diffusion par réaction interfaciale entre AI 2 O 3 et Ti pendant le frittage. Par conséquent, ils ont minimisé la réactivité du Ti et de l'IA 2 O 3 pour disperser du Ti significativement plus fin et plus homogène (par rapport à ceux produits avec des méthodes conventionnelles) dans l'IA 2 O 3 , réaliser des composites à structure de percolation en contrôlant la teneur en Ti ajouté.
De cette façon, le groupe a amélioré la ténacité à la rupture de l'IA intrinsèquement fragile 2 O 3 par dispersion de fines particules de Ti dans l'IA 2 O 3 et, due à la percolation de particules métalliques de Ti, contribution à la conductivité électrique des céramiques isolantes AI 2 O 3 . Ils ont également démontré que l'IA 2 O 3 les céramiques pourraient être usinées par usinage par décharge électrique comme les métaux. (D'habitude, les céramiques ne sont pas conductrices de l'électricité.) De plus, ils ont formé une couche d'oxyde de titane à structure nanoporeuse ou nanotige à la surface du composite en oxydant sélectivement le Ti via un traitement NaOH et/ou un traitement thermique. À travers cela, ils ont démontré que la capacité photocatalytique de décomposer les substances organiques pouvait également être simultanément donnée à l'IA 2 O 3 /Ti composites.
Le chef du groupe, Tohru Sekino, a déclaré :"IA 2 O 3 Les composites /Ti seront utilisés comme composites à matrice céramique ayant d'excellentes propriétés mécaniques et pouvant être usinés par usinage par décharge électrique. Ils seront également utilisés pour les produits industriels et les biomatériaux en tant que nouveaux composites multifonctionnels dotés d'une couche de surface active aux propriétés antibactériennes et d'une capacité photocatalytique à décomposer les polluants. »
