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Freezing Colloids: Observations, Principles, Control, and Use pp 253–350Cite as

Ice-Templated Materials: Polymers, Ceramics, Metals and Their Composites

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Part of the book series: Engineering Materials and Processes ((EMP))

Abstract

The freezing of colloids occurs in many natural and synthetic processes, from geophysics to food engineering and biology. In the last 15 years, a particular attention has been paid to materials processing and shaping routes based on the freezing of colloids, where the growth of crystals is used to template porosity. The versatility of the approach, in terms of materials, as well as the variety of structure that could be achieved, makes freezing an appealing route. These processing routes are called ice-templating, freeze-casting, or sometimes just freeze-drying. This chapter concentrates on materials science studies and the applications of the freezing of colloids to process a variety of materials. Both porous and dense materials can be obtained by freezing colloids. This chapter presents the application of ice-templating to all the classes of materials. The chapter is organised based on the characteristics of the materials (porous or dense), their nature (ceramic, metal, polymer, etc...) and whether a composite is obtained. For each class of material, the interest of the freezing route is discussed, along with the specificities associated to freezing.

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Notes

  1. 1.

    See Sect. 4.2.2 and after.

  2. 2.

    See p. 551.

  3. 3.

    See p. 554 for a more complete list and references.

  4. 4.

    See p. 378.

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  6. 6.

    See Fig. 3.25 p. 134.

  7. 7.

    See p. 514.

  8. 8.

    The properties of these materials are discussed pp. 463 and 516.

  9. 9.

    These properties are described p. 489 and after.

  10. 10.

    Discussed p. 489 and after.

  11. 11.

    We have now an independent confirmation [764] (in a ceramic/polymer system) that the surface roughness, if properly controlled, can improve the toughness of the final composite materials.

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  1. Ceramic Synthesis and Functionalization Lab, CNRS/Saint-Gobain, Cavaillon, France

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  1. Sylvain Deville
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Deville, S. (2017). Ice-Templated Materials: Polymers, Ceramics, Metals and Their Composites. In: Freezing Colloids: Observations, Principles, Control, and Use. Engineering Materials and Processes. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-50515-2_5

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