Kerne-skal strukturelle enheder viser enestående hærdende effekt for keramik
Hærdning har altid været en vigtig forskningsretning for strukturkeramik. Tilføjelsen af sekundære faser til den keramiske matrix til fremstilling af kompositkeramik er en effektiv hærdningsvej inden for strukturkeramik.
Både fasetype og mikrostruktur af de sekundære faser spiller en afgørende rolle for den hærdevirkning af den keramiske matrix. At være forskellig fra den konventionelle uafhængige fase som den sekundære fase, B4 C@TiB2 kerne-skal strukturel enhed er bevidst designet som en innovativ form for sekundær fase til at hærde Al2 O3 keramisk matrix, der giver et nyt koncept for de skærpede undersøgelser af strukturel keramik.
Et team af materialeforskere ledet af Zhixiao Zhang fra Hebei University of Engineering i Handan, Kina har for nylig med succes udarbejdet en slags Al2 O3 kompositkeramik hærdet af B4 C@TiB2 kerne-skal strukturelle enheder bestående af B4 C-kerne omgivet af TiB2 skal.
De kerne-skal strukturelle enheder fungerer som den sammensatte hærdningsfase af Al2 O3 keramik kan bryde igennem den nuværende skærpende flaskehals af Al2 O3 kompositkeramik hærdet ved hjælp af uafhængige faser og realiserer den yderligere forbedring af brudsejheden af Al2 O3 keramik.
Holdet offentliggjorde deres arbejde i Journal of Advanced Ceramics .
"I dette arbejde forberedte vi Al2 O3 kompositkeramik hærdet af B4 C@TiB2 kerne-skal strukturelle enheder gennem en kombination af smeltet saltmetodologi og gnistplasmasintring. I modsætning til konventionelle opsætninger, hvor TiB2 og SiC forbliver isoleret og uafhængigt spredt i Al2 O3 keramisk matrix, de to sekundære faser i denne Al2 O3 kompositter udgør kerne-skal kompositstrukturer, som kan inducere multidimensionel synergistisk hærdningsadfærd."
"Den forstærkende effekt produceret af kerne-skal strukturelle enheder er umulig at opnå ved uafhængige faser," sagde Dr. Zhixiao Zhang, den tilsvarende forfatter af papiret, en professor ved College of Materials Science and Engineering ved Hebei University of Engineering. Professor Zhang er også toptalentet i Hebei-provinsen i Kina og vicedekan for College of Materials Science and Engineering ved Hebei University of Engineering.
B4 C@TiB2 kerne-skal-hærdningsenheder består af en mikronstørrelse B4 C-kerne omgivet af en skal på ca. 500 nm tyk, sammensat af talrige nanostørrelser TiB2 korn. Områderne omkring disse kerne-skal-enheder udviser distinkte geometriske strukturer og omfatter multidimensionelle variationer i fasesammensætning, korndimensioner og termiske udvidelseskoefficienter.
Som følge heraf opstår indviklede spændingsfordelinger, hvilket fremmer spredningen af revner i flere dimensioner. Denne adfærd forbruger en betydelig mængde af sprækkeudbredelsesenergi, hvilket øger brudsejheden af Al2 O3 keramisk matrix. Det resulterende Al2 O3 kompositkeramik giver en forbedret brudsejhed op til 6,92 MPa·m 1/2 .
"Dette nye koncept og den tilsvarende hærdningsmekanisme for at bruge kerne-skal strukturel enhed som en sekundær fase for at forbedre keramisk matrix sejhed kan give et nyt perspektiv og teoretisk grundlag for den hærde forskning af anden strukturel keramik." sagde Zhixiao Zhang.
Det næste trin er at udvide formen og fasesammensætningen af kerne-skal strukturelle enheder, herunder kerne-skal strukturelle partikler, whiskers, fibre, rør eller plader, som består af forskellige fasetyper. Disse kerne-skal strukturelle enheder kan også udvides yderligere for at hærde en række strukturkeramik, såsom B4 C, TiB2 , SiC osv.
I mellemtiden vil der blive udført en systematisk undersøgelse af hærdningsmekanismen af kerne-skal strukturelle enheder som sammensatte hærdningsfaser. Det ultimative mål er at udvikle et nyt hærdningsteoretisk system baseret på kerne-skal-enheder, der hærder keramisk matrix.
Flere oplysninger: Yingjie Shi et al., Forberedelse og hærdningsmekanisme af Al2 O3 kompositkeramik hærdet af B4 C@TiB2 kerne-skal-enheder, Journal of Advanced Ceramics (2023). DOI:10.26599/JAC.2023.9220826
Leveret af Tsinghua University Press
Varme artikler
-
Forudsig kaos ved hjælp af aerosoler og AIVed at bruge aerosolpartiklernes bevægelse gennem et system i flux, forskere fra McKelvey School of Engineering ved Washington University i St. Louis har udtænkt en ny model, baseret på en deep learni -
Kratoms anerkendte fordele ved smertelindring kan komme fra en af dets metabolitterKredit:American Chemical Society Kratom er et sydøstasiatisk træ med en lang historie inden for traditionel medicin. I regionen, plantens blade forbruges i vid udstrækning til smertelindring, beha -
Zapping en ny tilgang til solcellerKredit:CC0 Public Domain Et enkelt og hurtigt mikrobølgeeksperiment med det fælles kemiske element fosfor på Flinders University har åbnet udsigten til mere overkommelige og effektive supertynde s -
Forskere forudsiger fejl i uordnede materialerKredit:North Carolina State University Uordnede materialer - såsom cellulært skum, fiber- og polymernetværk - er populære i applikationer lige fra arkitektur til biomedicinske stilladser. At forud
- Intel betaler $ 5 mio. For at afklare beskyldninger om løndiskrimination
- Balancere økonomien og samtidig redde planeten
- Nuklear agentur inspicerer Maryland lab efter forurening
- Projekt Idéer til et æg Drop med instruktioner
- Forskere kombinerer højtryksforskning med NMR-spektroskopi
- Løsning af problemer i den virkelige verden