Superplastic properties of zirconia-hafnia composites doped with various oxides

• Autorzy: Boniecki M. , Librant Z. , Wesołowski W.

Warianty tytułu

PL

Właściwości nadplastyczne kompozytów ZrO2-HfO2 domieszkowanych różnymi tlenkami

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The influence of 1 mol% dopant of various oxides on the superplastic flow of yttria stabilized tetragonal zirconia ceramics and zirconia – 10 mol% hafnia composite was examined in the temperature range 1553–1773 K. It was claimed that doping caused the increase of superplastic strain rate in zirconia and in zirconia-hafnia composite in comparison with undoped materials. The maximum strain rate for zirconia was measured for GeO2 addition; it was 16x higher than in pure ceramics, but for zirconia-hafnia the maximum strain rate was for SiO2 dopant (4x higher than in pure composite). There is a linear relationship between the grain boundary diffusion coefficient of Zr4+ and superplastic strain rate for zirconia ceramics. For zirconia-hafnia composite this relationship is not so obvious because of high strain rate for SiO2 addition.

PL

Zbadano wpływ dodatku 1. % mol. różnych tlenków na nadplastyczne płynięcie ceramiki tetragonalnego dwutlenku cyrkonu stabilizowanego tlenkiem itru i kompozytu ZrO2-10 % mol. HfO2 w zakresie temperatury 1553–1773 K. Stwierdzono, że domieszkowanie spowodowało wzrost szybkości nadplastycznego odkształcania dwutlenku cyrkonu i kompozytu ZrO2-HfO2 w porównaniu z materiałami bez domieszek. Maksymalną szybkość odkształcania zmierzono w przypadku dodatku GeO2; była ona16x większa niż w czystej ceramice, ale w przypadku ceramiki ZrO2-HfO2 maksymalna szybkość odkształcania pojawiła się dla domieszki SiO2 (4x większa niż dla czystego kompozytu. Zależność pomiędzy współczynnikiem dyfuzji po granicach Zr4+ i nadplastyczną szybkością odkształcania ceramiki cyrkoniowej była liniowa. W przypadku kompozytu ZrO2-HfO2 zależność ta nie była tak oczywista z powodu wysokiej szybkości odkształcania zmierzonej dla dodatku SiO2.

Słowa kluczowe

EN

zirconia; hafnia; superplasticity; dopant; diffusion

PL

ZrO2; HfO2; nadplastyczność; domieszka; dyfuzja

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 3
• Strony: 259--265
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Boniecki M.

autor

Librant Z.

autor

Wesołowski W.

• Institute of Electronic Materials Technology, Warszawa, Poland,

Bibliografia

• 1. Wakai F., Sakaguchi S., Matsuno Y.: Adv. Ceram. Mater., 1, (1986) 259-263.
• 2. Chokshi A.H.: Mater. Sci. Eng., A166, (1993), 119-133.
• 3. Owen D.M., Chokshi A.H.: Acta Mater., 46, (1998), 667-679.
• 4. Berbon M.Z., Langdon T.G.: Acta Mater., 47, (1999), 2485-2495.
• 5. Charit I., Chokshi A.H.: Acta Mater., 49, (2001), 2239-2249.
• 6. Boniecki M., Librant Z., Gładki A., Węglarz H., Wesołowski W.: Key Eng. Mater., 206-207, (2002), 1013-1016.
• 7. Miramuda J., Nakano M., Sasaki K., Ikuhara Y., Sakuma T.: J. Am. Ceram. Soc., 84, (2001), 1817-1821.
• 8. Nakatani K., Nagayama H., Yoshida H., Yamamoto T., Sakuma T. Scripta Mater., 49, (2003), 791-795.
• 9. Wang J., Li H.P., Stevens R.: J. Mater. Sci., 27, (1992), 5397-5430.
• 10. Venkatachari K.R., Raj R.: J. Am. Ceram. Soc., 69, (1986), 135-138.
• 11. Jimenez-Melendo M., Dominguez-Rodriguez A., Bravo-Leon A.: J. Am. Ceram. Soc., 81, (1998), 2761-2776.
• 12. H. Yoshida, K. Morita, B.-N. Kim, K. Hiraga, J. Eur. Ceram. Soc. 29 (2009) 411-418.
• 13. Boniecki M., unpublished work.
• 14. Suzuki T.S., Sakka Y., Morita K., Hiraga K.: Scripta Mater., 43, (2000), 705-710.
• 15. Morita K., Hiraga K., Kim B.-N.: Acta Mater., 52, (2004), 3355-3364.
• 16. Rong T.J., Huang X.X., Wang S.W., Zhao S.J., Guo J. K.: J. Am. Ceram. Soc., 85, (2002), 1224-1326.
• 17. Kim D.-J., Jang J.-W., Jung H.-J., Huh J.-W., Yang I.-S.: J. Mater. Sci. Lett., 14, (1995), 1007-1009.
• 18. Bannister M., Barnes J.M.: J. Am. Ceram. Soc., 69, (1986), C-269-C-271.
• 19. Morita K., Hiraga K., Kim B.-N.: Acta Mater., 55, (2007), 4517-4526.
• 20. Boniecki M., Natanzon Y., Łodziana Z.: J. Eur. Ceram. Soc., 30, (2010), 657.
• 21. Kuwabara A., Nakano M., Yoshida H., Ikuhara Y., Sakuma T.: Acta Mater., 52, (2004), 5563-5569.
• 22. Yoshida H., Morita K., Kim B.-N., Hiraga K., Yamamoto T.: Acta Mater., 57, (2009), 3029-3038.
• 23. Cannon R., Langdon, T.G.: Review: Creep of ceramics, Part 2. An examination of flow mechanisms, J. Mater. Sci., 23, (1988), 1-20.
• 24. Arzt E., Ashby M.F., Verrall R.A.: Acta Metall., 31, (1983), 1977-1989.
• 25. Shannon R.D.: Acta Cryst., A32, (1976), 751-767.