The influence of sintering technique on microstructure and properties of ZrO2/Al2O3 composite

• Autorzy: Wojteczko Agnieszka , Wojteczko Kamil , Strzelecka Marta , Nam Tatyana , Jach Katarzyna , Rosiński Marcin , Bućko Mirosław M. , Pędzich Zbigniew

Warianty tytułu

PL

Wpływ techniki spiekania na mikrostrukturę i właściwości kompozytu ZrO2/Al2O3

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The following paper presents the results of investigations on the microstructure and mechanical properties of sintered composites in the zirconia-alumina system, fabricated by various sintering techniques. The investigations were performed for a particulate composite consisting of two continuous ceramic phases - zirconia (TZP) and alumina (α-Al2O3), 50 vol.% each. Two different methods were used to produce the samples: pressureless sintering and the U-FAST technique. The microstructure of the obtained sintered composite samples was evaluated using a scanning electron microscope. In addition, the density of the sintered bodies, their hardness and fracture toughness were investigated to evaluate the mechanical properties. Based on the obtained results of the investigations, the influence of the sintering technique on the microstructure and mechanical properties of the sintered composites was determined.

PL

Niniejsza praca prezentuje wyniki badań mikrostruktury oraz właściwości mechanicznych spieków kompozytowych na bazie tlenku cyrkonu i tlenku glinu, otrzymanych różnymi technikami spiekania. Materiał wykorzystany do badań to kompozyt ziarnisty składający się z dwóch ciągłych faz ceramicznych - tlenku cyrkonu (TZP) i tlenku glinu (α-Al2O3), po 50% objętościowych każda. Próbki zostały wytworzone za pomocą dwóch różnych metod, tj. spiekania swobodnego oraz techniki U-FAST. Dokonano oceny mikrostruktury otrzymanych spieków kompozytowych za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Dodatkowo przeprowadzono badanie ich stopnia zagęszczenia oraz ich twardości i odporności na kruche pękanie w celu określenia właściwości mechanicznych. Na podstawie otrzymanych wyników określono wpływ techniki spiekania na mikrostrukturę spieków kompozytowych, a co za tym idzie na ich właściwości mechaniczne.

Słowa kluczowe

EN

zirconia/alumina composite; sintering; U-FAST technique; microstructure; grain size

PL

kompozyt tlenek cyrkonu/tlenek glinu; spiekanie swobodne; technika U-FAST; mikrostruktura; wielkość ziarna

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 19, nr 4
• Strony: 157--160
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wojteczko Agnieszka

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Ceramics and Refractory Materials al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Wojteczko Kamil

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Ceramics and Refractory Materials al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Strzelecka Marta

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Ceramics and Refractory Materials al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Nam Tatyana

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Ceramics and Refractory Materials al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland
• Tashkent Chemical Technological Institute, 32 Navoi St., 100011 Tashkent, Uzbekistan

autor

Jach Katarzyna

• GeniCore Sp. z o.o., ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warsaw, Poland

autor

Rosiński Marcin

• GeniCore Sp. z o.o., ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warsaw, Poland

autor

Bućko Mirosław M.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Ceramics and Refractory Materials al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Pędzich Zbigniew

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Ceramics and Refractory Materials al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Pędzich Z., Grabowski G., Maziarz W., Selected ceramic composites with continuous phases - the stress state analysis, Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials 2008, 60, 4, 258-261.
• [2] Pędzich Z., Fracture of oxide matrix composites with different phase arrangement, Key Engineering Materials 2009, 413, 244-251.
• [3] Lach R., Dudek A., Pędzich Z., Determination of subcritical crack propagation parameters for ZrO2 sinters using constant stress rate test, Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials 2015, 67, 1, 56-61.
• [4] Jach K., Rosiński M., Translucent aluminium oxide ceramics manufactured in U-FAST technology, Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials 2018, 70, 4, 293-300.
• [5] Pędzich Z., Wear of composite materials with alumina and zirconia matrices in different environments of work, Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials 2009, 61, 1, 151-155.
• [6] Dudek A., Grabowski G., Lach R., Kot M., Ziąbka M., Wojteczko K., Pędzich Z., The influence of thermal residual stress state on the abrasive wear rates of oxide matrices particulate composites in different work environments, [in:] Brandt A.M., Olek J., Glinicki M.A., Leung C.K.Y., Lis L. (eds.), Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Brittle Matrix Composites 2015, 11, 75-8.
• [7] Pędzich Z., Reliability of composites with alumina and zirconia matrices, Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials 2008, 60, 4, 286-289.
• [8] Niihara K.A., A fracture mechanics analysis of indentation-induced Palmqvist crack in ceramics, J. Mater. Sci. Lett. 1983, 2, 221-223.
• [9] Corrêa de Sá e Benevides de Moraes M.C., Elias C.N., Duailibi Filho J., Guimarães de Oliveira L., Mechanical properties of alumina-zirconia composites for ceramic abutments, Materials Research 2004, 7, 4, 643-649.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).