Wyszukiwanie artykułów

Szczegóły artykułu

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Tom: 62, Nr: 4, 2010
  • Str. 533-539

do pobrania: artykuł (EN)

Mikro-nanokompozyty tlenek glinu – YAG: wytwarzanie i charakterystyka mechaniczna

Palmero P., Lomello F., Fantozzi G., Bonnefont G.

Streszczenie (PL)

Przeprowadzono domieszkowanie powierzchniowe handlowych proszków tlenku glinu odmiany alfa w celu opracowania kompozytów Al2O3 – 5 % obj. YAG (Y3Al5O12) wytworzonych z mikronowych i mocno submikronowych cząstek tlenku glinu i bardzo drobnych ziaren YAG, osadzonych na powierzchni tlenku glinu drogą reakcji in-situ.

I tak, proszki tlenku glinu najpierw rozpraszano w zawiesinie wodnej drogą mielenia w młynie kulowym z zastosowaniem różnych czasów w zależności od wyjściowego materiału, a następnie dodawano w roli prekursora roztwór chlorku itru(III). Po kontrolowanym suszeniu, przeprowadzonym drogą rozpylania, zmodyfikowane proszki ogrzewano aż do 1500ºC i określano skład fazowy za pomocą metody XRD. Wykorzystując te wyniki wybrano odpowiednie warunku obróbki wstępnej proszku, a w szczególności ustalono sposób błyskawicznego ogrzewania polegającego na przetrzymaniu proszków w piecu o temperaturze z zakresu 1050-1150ºC, aby kontrolować krystalizację glinianów itru i wzrost krystalitów.

Potem, przygotowano surowe próbki drogą prasowania jednoosiowego proszków wysuszonych, a także drogą odlewania gęstw o odpowiedniej zawartości cząstek stałych. Wykorzystując badania dylatometryczne zoptymalizowano warunki spiekania swobodnego aż na 1500ºC przez 3 h. Zastosowano również mniej konwencjonalne drogi spiekania, takie jak prasowanie na gorąco i spiekanie plazmowe iskrą elektryczną. Mikrostruktury wypalonych tworzyw uzyskanych konwencjonalnym i niekonwencjonalnymi sposobami zagęszczania porównano za pomocą badań SEM. Na koniec, spieczone materiały poddano standardowej charakterystyce mechanicznej (twardość i odporność na pękanie), aby określić zależność pomiędzy cechami mikro-nanostrukturalnymi i zachowaniem mechanicznym.

Słowa kluczowe (PL): Al2O3, YAG, nanokompozyt

Alumina-YAG Micro-Nanocomposites: Elaboration and Mechanical Characterization

Streszczenie (EN)

A surface doping of commercial alpha alumina powders was performed to develop Al2O3 - 5 vol.% YAG (Y3Al5O12) composites made by micronic or highly sub-micronic alumina particles and very fine YAG grains, yielded on the alumina surface by in-situ reaction.

In fact, the alumina powders were firstly dispersed in the aqueous suspension by ball-milling for different times as a function of the starting raw material and then an yttrium chloride solution was added as a precursor. After a controlled drying carried out by atomization, the modified powders were treated up to 1500ºC, following the phase development by XRD. Using these results, a suitable powder pre-treatment was selected; in particular, a flash heating by soaking the powders in a furnace kept in the range 1050-1150ºC was set up to control yttrium-aluminates crystallization and crystallite growth.

After that, green bodies were prepared by uniaxial pressing of dried powders as well as by slip-casting of slurries having a proper solid content. Pressureless sintering was optimized by the dilatometric study up to 1500ºC for 3 h. Less-conventional sintering routes, such as hot-pressing and spark plasma sintering, were also employed. The fired microstructures obtained by conventional or non-conventional densification routes were compared by SEM characterization. Finally, the sintered materials were submitted to a standard mechanical characterization (hardness and fracture toughness) in order to define the relationship between micro-nanostructural features and mechanical behaviour.

Słowa kluczowe (EN): Al2O3, YAG, Nanocomposite

powrót…