Sintering of nanocrystalline zinc oxide via conventional sintering, two step sintering and hot pressing

• Autorzy: Mazaheri M.

Warianty tytułu

PL

Spiekanie nanokrystalicznego tlenku cynku sposobem konwencjonalnym, dwuetapowo i drogą prasowania na gorąco

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Two-step sintering and hot pressing methods were applied on nanocrystalline ZnO to control the accelerated grain growth occurring during the final-stage of sintering. The sintering conditions (temperature and total time) and results (density and grain size) of two-step sintering (TSS), conventional sintering (CS) and hot pressing (HP) methods were compared. The grain size of the high density (> 98 %) ZnO compact produced by the two-step sintering was smaller than 1 žm; while the grain size of those formed by the conventional sintering method was ~4 žm. The HP technique versus CS was shown to be a superior method to obtain higher final density (99 %), lower sintering temperature, shorter total sintering time and rather fine grain size. The maximum density achieved via HP, TSS and CS methods were 99, 98.3 and 97 %, respectively. The final grain size of samples obtained by HP was larger than that of TSS method. However, the ultra-prolonged sintering total time (88 ks) and the lower final density (98.3 %) are the drawbacks of TSS in comparison with the faster HP method (17 ks and 99 %, respectively).

PL

Metody spiekania dwuetapowego i prasowania na gorąco zastosowano w przypadku nanokrystalicznego ZnO, aby kontrolować przyśpieszony rozrost ziaren występujący w końcowym etapie spiekania. Porównano warunki spiekania (temperatura i czas całkowity) i rezultaty spiekania (gęstość i rozmiar ziarna) metodami dwuetapową (TSS), konwencjonalną (CS) i prasowania na gorąco (HP). Rozmiar ziarna wypraski ZnO o wysokiej gęstości (> 98 %), wytworzonej w wyniku spiekania dwuetapowego, był mniejszy niż 1 žm, podczas gdy rozmiar ziarna wyprasek spiekanych konwencjonalnie wynosił ~4 žm. Technika HP w porównaniu z CS była lepszą metodą prowadzącą do uzyskania wyższej gęstości końcowej (99 %) i raczej drobny rozmiar ziarna w niższej temperaturze spiekania i przy krótszym całkowitym czasie spiekania. Maksymalna gęstość uzyskana metodami HP, TSS i CS wynosiła odpowiednio 99, 98.3 i 97 %. Końcowy rozmiar ziarna w próbkach pochodzących z metody HP był mniejszy niż z TSS. Jednakże, skrajnie wydłużony całkowity czas spiekania i niższa gęstość końcowa (odpowiednio 88 ks i 98.3 %) stanowią wady metody TSS w porównaniu z szybszą metodą HP (99 % TD przy czasie 17 ks).

Słowa kluczowe

EN

two step sintering; hot pressing; conventional sintering; ZnO; nanopowder

PL

spiekanie dwuetapowe; prasowania na gorąco; spiekanie konwencjonalne; ZnO; nanoproszek

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 4
• Strony: 506--509
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Mazaheri M.

• Materials and Energy Research Center, Tehran, Iran,

Bibliografia

• 1. Gao L., Li Q., Luan W.: J. Am. Ceram. Soc., 85, (2002), 1016-1018.
• 2. Wang J., Gao L.: J. Am. Ceram. Soc., 88, (2005), 1637-1639.
• 3. Cottom B.A., Mayo M.J.: Scripta Mater., 34, (1996), 809-814.
• 4. Mo C.M., Li Y.H., Liu Y.S., Zhang Y., Zhang L.D.: J. Appl. Phys., 83, (1998), 4389-4391.
• 5. Cai K.F., He X.R., Zhang L.C.: Mater. Lett., 62, (2008), 1223-1225.
• 6. Clarke D.R.: J. Am. Ceram. Soc., 82, (1999) 485-502.
• 7. Duran P., Tartaj J., Moure C.: J. Am. Ceram. Soc., 86, (2003), 1326-1329.
• 8. Kiselev A.N., Sarrazit F., Stepantsov E.A., Olsson E., Claeson T., Bondarenko V.I., Pond R.C., Kiselev N.A.: Philos. Mag. A, 76, (1997), 633-655.
• 9. Roy T.K., Bhowmick D., Sanyal D., Chakrabarati A.: Ceram. Int., 34, (2008), 81-87.
• 10. Han J., Mantas P.Q., Senos A.M.R.: J. Mater. Res., 16, (2001), 459-468.
• 11. Sedky A., Abu-Abdeen M., Almulhem A.A.: Physica B, 388, (2007), 266-273.
• 12. Chen I.W., Wang X.H.: Nature, 404, (2000), 168-171.
• 13. Mazaheri M., Valefi M., Razavi Hesabi Z., Sadrnezhaad S.K.: Ceram. Int., 35, (2009), 13-20.
• 14. Mazaheri M., Zahedi A.M., Sadrnezhaad S.K.: J. Am. Ceram. Soc., 91, (2008), 56-63.
• 15. Weibel A., Bouchet R., Denoyel R., Knauth P.: J. Eur. Ceram. Soc., 27, (2007), 2641-2646.
• 16. Dahl P., Kaus I., Zhao Z., Johnsson M., Nygren M., Wiik K., Grande T., Einarsrud M.A.: Ceram. Int., 33, (2007), 1603-1610.
• 17. Hynes A.P., Doremus R.H., Siegel R.W.: J. Am. Ceram. Soc., 85, (2002), 1979-1987.