Wpływ nanometrycznych cząstek tlenku cyrkonu na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne spieków tlenku glinu

• Autorzy: Zych Ł. , Haberko K. , Bućko M. M. , Rutkowski P. , Trybalska B. , Piekarczyk J. , Lach R.

Warianty tytułu

EN

The effect of nanometric zirconia particles additives on microstructure and mechanical properties of alumina bodies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Korzystny wpływ wtrąceń ZrO2 na właściwości spieków AI2O3 wynika z martenzytycznej przemiany cząstek tlenku cyrkonu o symetrii tetragonalnej w cząstki o symetrii jednoskośnej na koniuszku pęknięcia biegnącego przez materiał. Stosowane dotychczas rozmiary cząstek ZrO2 mieściły się w przedziale od dziesiątych części mikrometra do kilku mikrometrów. Zbadano wpływ cząstek ZrO2 o znacznie mniejszych rozmiarach, wynoszących zaledwie 10 nm. Nanometryczny proszek ZrO2 otrzymano metodą krystalizacji w warunkach hydrotermalnych. Homogenizację AI2O3 z cząstkami ZrO2 (w ilości 10% obj.) prowadzono w młynie mieszadłowym dobierając na podstawie pomiarów potencjału dzeta (ζ) pH wodnego środowiska zawiesiny. Okazało się, że czynnik ten jest istotny zarówno dla homogenizacji układu jak również ma wpływ na wytrzymałość aglomeratów proszku. Oba te czynniki znacząco wpływają na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne spieku.

EN

Zirconia additives have the favourable influence on mechanical properties of dense alumina polycrystals. It results from the martensitic transformation of tetragonal zirconia particles into monoclinic symmetry at the crack tip propagating through a material. Usually applied zirconia particles were of sub-micrometer or micrometer sizes. In the present work nanometric zirconia particles prepared by the hydrothermal crystallization technique were introduced into the alumina matrix. Both powders were homogenized in an aqueous suspension of pH selected on the basis of zeta (ζ) potential measurements. It was found that this factor influences greatly both homogenization of the system and strength of the resultant powder agglomerates and hence mechanical properties of the sintered material.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty; nanoproszki; Al2O3; ZrO2; właściwości mechaniczne

EN

composites; nanopowders; AI2O3; ZrO2; mechanical properties

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 60, nr 4
• Strony: 254--257
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Zych Ł.

autor

Haberko K.

autor

Bućko M. M.

autor

Rutkowski P.

autor

Trybalska B.

autor

Piekarczyk J.

autor

Lach R.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Ceramiki Specjalnej,

Bibliografia

• [I] Tomaszewski H. „Odporna na pękanie ceramika korundowa": Zeszyty naukowe AGH, Zeszyt 59, Kraków 1990.
• [2] Konsztowicz K.J.: „Wpływ heteroflokulacji zawiesin koloidalnych AI2O3 - ZrO2 na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne ich kompozytów" Polskie Towarzystwo Ceramiczne, Krakow 2004.
• [3] Haberko K., Pyda W.: Świderski J."Krystalizacja w warunkach hydrotermalnych jako metoda preparatyki mikroproszków roztworu stałego CaO w ZrO2", Inżynieria Materiałowa, 5 (1984) 39-43.
• [4] Haberko K., Pyda W.: „Preparation of Ca - Stabilized Zirconia Micropowders by Hydrothermal Method", Science and Technology of Zirconia II, Advances in Ceramics, v.12, N.CIaussen, M.Ruhle, A.H.Heuer (Eds.), The American Ceramic Society, Columbus, OH, 1984, pp. 774-783.
• [5] Haberko K., Bućko M., Haberko M., Jaśkowski M., Pyda W.: "Preparation of Ceramic Micropowders by Hydrothermal Treatment", Freiberger Foschungshefte A779, VEB Deutscher Verlag fur Grundstatt - Industrie, Herstellen und Charakteristiken Feinster Pulver, Teil 2, 1988, s.71-83.
• [6] Pyda W., Haberko K., Bućko M.M.: „Hydrotherma Crystallization of Zirconia and Zirconia Solid Solutions", J. Am. Ceram. Soc, 74 [10] (1991) 2622 - 2629,
• [7] Bućko M., Haberko K., Faryna M., „Crystalisation of Zirconia under Hydrothermal Conditions", J. Am. Cer. Soc, 78 [12] (1995)3397-3400
• [8] Bućko M.M., Haberko K. "Mechanism of the Hydrothermal Crystallisation of zirconia": Euro Ceramics V, Key Engineering Volumes 132 -136, Part 3, Trans Tech Publications, Switzerland, 1997, p. 2072-75.
• [9] Bućko M.M., Zych Ł., Haberko K., „Hydrotermalna preparatyka proszków ZrO2- przykłady wykorzystania w technologii ceramiki": Materiały Ceramiczne 54 [2] (2002) 46-52.
• [10] PN-EN ISO 12737.
• [II] Rhodes M. "Particle technology" rozdz. 5.5, John Wiley & Sons., Ltd, England 2008.
• [12] Sudre O., Lange F.F.: "Effect of inclusions on densification: I Microstructural edevelopment in AI2O3 matrix containing a high volume fraction of ZrO2 inclusions", J. Am. Ceram. Soc, 75 [3] (1992)519-524.
• [13] Sudre O., Lange F.F.: "Effect of inclusions on densification: II, Numerical model", J. Am. Ceram. Soc, 75 [3] (1992) 525-531.
• [14] Zych Ł, Haberko K.,„Filter pressing and sintering of a zirconia nanpowder", J. Eur. Ceram. Soc, 26 [4-5] (2006) 373-378.