A homemade freezing unit for ice-templating

Abstract

A novel freezing unit was developed for use in ceramic processing by the freeze casting technique. This step is crucial, since the macrostructure promoted by this technique is formed during freezing. Several authors present basic information about the apparatus used in the freezing step, but there are no studies that describe a complete unit as we do in this work and there is no commercial equipment for this purpose. The components of the freezing unit were selected according to function, suitability to project, cost and market availability. Advanced ceramic samples of ZnFe2O4, MnFe2O4, CoFe2O4, NiFe2O4, SiO2, Al2O3 and metallic Cu were produced using the freezing unit and the results of typical macrostructure and porosity analysis validated the chosen setup.

Unidade De Congelamento Instrumentada Para Processamento De Materiais Por Ice-Templating

“…As amostras liofilizadas apresentaram poros direcionados evidenciando a formação de dendritas como apresentado na Figura 6. Poros orientados no sentido paralelos à direção de congelamento como também apresentado por [5,6,10,11,13]. A Al2O3 (A) e Ca10(PO4)6OH2 (B) apresentaram uma microestrutura de poros semelhante entre si e características da técnica de freeze casting, sendo a macroestrutura de Al2O3 mais pronunciada do que a da Ca10(PO4)6OH2 para os parâmetros de produção de amostras utilizados.…”

“…Os equipamentos utilizados para a etapa de congelamento geralmente utilizam nitrogênio líquido para resfriar as amostras, conforme apresentado por Aguilera e colaboradores [6]. Com o objetivo de aprimorar a técnica e evitar o uso de nitrogênio líquido, foi instrumentada uma unidade de congelamento utilizando o empilhamento de placas de efeito Peltier.…”