خصیصه مکانیکی سرامیکهای زیرکونیا
خصیصههای مکانیکی سرامیکهای زیرکونیا با پوشش Nd2O3/Y2O3 – ایران ترجمه – Irantarjomeh
مقالات ترجمه شده آماده گروه متالورژی
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی
مقالات
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان (ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره | ۱۷ |
کد مقاله | MTL017 |
مترجم | گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh |
نام فارسی | خصیصههای مکانیکی سرامیکهای زیرکونیا با پوشش Nd2O3/Y2O3 |
نام انگلیسی | Mechanical properties of Nd2O3/Y2O3-coated zirconia ceramics |
تعداد صفحه به فارسی | ۱۷ |
تعداد صفحه به انگلیسی | ۵ |
کلمات کلیدی به فارسی | (Nd,Y)-TZP، خشک کردن تعلیقی، خصیصههای مکانیکی، ریزساختار، رشد دانه |
کلمات کلیدی به انگلیسی | (Nd, Y)-TZP; Suspension drying; Mechanical properties; Microstructure; Grain growth |
مرجع به فارسی | علوم مواد و مهندسی، الزویرانستیتو سرامیک شانگهای، چیندپارتمان متالورژی و مواد دانشگاه لوون، بلژیکالزویر |
مرجع به انگلیسی | Materials Science and Engineering, State Key Lab of High Performance Ceramics and Superfine Microstructure, Shanghai Institute of Ceramics, PR China; Department of Metallurgy and Materials Engineering, Katholieke Universiteit Leuven, Belgium; Elsevier |
کشور | چین |
خصیصههای مکانیکی سرامیکهای زیرکونیا با پوشش Nd2O3/Y2O3
چکیده
نانوپودرهای زیرکونیا با پوشش ۱٫۵-۲mol%Nd2O3-1.5mol%Y2O3 از طریق تعلیق نیترات نئودیمیم، نیترات ایتریم و پودر زیرکونیای مونوکلینیک در ترکیب الکل/ آب مهیا گردید. تاثیر مقدار تثبیت کننده و زمان زینتر بر روی ریزساختار و خصیصههای مکانیکی سرامیکهای متراکم یا چگال شده مورد بررسی قرار گرفت. تراکم کامل سرامیکهای (Nd,Y)-TZP با ترکیب عالی از سختی و سفتی شکستگی را میتوان بوسیله زینتر بدون فشار در هوای C °۱۴۵۰ بدست آورد. سختی HV30 معمول ۱۰Gpa بدست آمد و سختی گسیختگی را میتوان تا میزان ۱۱٫۵Mpam1/2 برای پودر ZrO2 پوشش- ۲mol%Nd2O3-1.5mol%Y2O3 زینتر شده به مدت ۳ ساعت متناسب و مناسب نمود. وابستگی سختی گسیختگی به زمان زینتر بر حسب رشد دانهای یا بلوری توضیح داده شده است.
کلمات کلیدی: (Nd,Y)-TZP، خشک کردن تعلیقی، خصیصههای مکانیکی، ریزساختار، رشد دانه
خصیصه مکانیکی سرامیکهای زیرکونیا
۱- مقدمه
سرامیکهای زیرکونیای تثبیت شده نه تنها از نکته نظر تکنولوژیکی مانند سرامیکهای ساختاری پیشرفته ، به دلیل نیروی عالی آنها و سفتی شکستگی ارتقا یافته در مقایسه با کاربید سیلیکون و اکسید آلومینیوم ، مهم میباشند ، بلکه آنها همچنین بعنوان مواد کارکردی ، بخاطر رسانایی یونی اکسیژن، مورد استفاده قرار میگیرند . زیـرکـونــیــا دارای ۳ فـاز چـنـدریـخـتـی مـیبـاشـد : مـونـوکـلیـنک
(m-ZrO2 at T < 1170°C) ، چــــهـــار وجــهــی ( تـتــراگــونــــال )
(t-ZrO2 at 1170°C < T < 2370°C) و مــکــعــبــی یا فـــضـــایــی
(c-ZrO2 at T > 2370°C). سفتی شکستگی، مرتبط با تغییر شکل القایی-تنشی از چهاروجهی به زیرکونیای مونوکلینیکی میباشد که باعث انبساط حجم به میزان ۴-۳% میگردد.
تثبیت گرهایی نظیر MgO ، CaO ، Y2O3 و CeO2 را میتوان مورد استفاده قرار داد تا به اندازه ممکن فاز چهاروجهی را پس از زینتر شدن در دمای اتاق ابقا نماید. ایتریم جزء تثبیت کنندهایی است که بطور شایع مورد استفاده قرار میگیرد و ایتریم تثبیت شده ZrO2(Y-TZP) بطور گستردهای در خلال ۲۰ سال گذشته مورد مطالعه قرار گرفته است. در سالیان اخیر ، گزارش شده است که مواد جدید با خصیصههای بهینه شده را میتوان بوسیله اضافه نمودن بیش از یک تثبیت گر به زیرکونیا بدست آورد. بر اساس آنچه نویسنده میداند ، هیچ گونه اطلاعات ریز ساختاری و یا مکانیکی در خصوص Nd-Y هم- تثبیت شده ZrO2 گزارش نشده است.
در این مقاله ، Nd2O3 و Y2O3 بعنوان دوپنت (dopants) جهت ساخت سرامیکهای (Nd,Y)-TZP با ترکیب بسیار مناسب خصیصههای مکانیکی و فاز تثبیت مورد استفاده قرار گرفتهاند. تکنیک پردازش کلوئیدی جهت مهیا ساختنNd2O3-Y2O3 پوشش دار پودرهای آغازگر m-ZrO2 مورد استفاده قرار میگرفته است. متراکم سازی بوسیله زینتر بدون فشار در هوای °C1450 اجرا گردید. ارتباط بین ریزساختار ، خصیصههای مکانیکی و سیکل زینتر مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت.
خصیصه مکانیکی سرامیکهای زیرکونیا
۲- فرآیند آزمایشی
یک فرآیند خشکاندن تعلیق جهت مهیا نمودن نانوپودر ZrO2 پوشش دار- پایدار کننده بکار گرفته شد. تعلیقهای استوک بر مبنای- آب با تمرکز ۰٫۱M ایتریم و نئودیمیم از مواد خالص شیمیایی.۶H2O(99.9%,Aldrich) Y(NO3)3 و Nd(NO3)3.6H2O(99.9% , Aldrich) تهیه میگردد . مقادیر مناسب با نانوپودر m-ZrO2 (Grade TZ-0,Tosoh,Japan) (سایز کریستال nm27) در الکل اتیلیک ترکیب میگردد. ساچمههای فرز Y-TZP (Grade TZ-3Y,Tosoh,Japan) به تعلیق اضافه گشته تا باعث شکست کلوخهها در پودر آغازگر زیرکونیا گردد. به منظور جلوگیری از آلودگی یا ناخالصی عمل ترکیب سازی در ظروف پلیاتیلین برای مدت ۲۴ ساعت صورت پذیرفت. پس از خشک کردن تعلیق با یک خشک کن چرخان ، پودر برای مدت یک ساعت در دمای °C800 کلسینه گردید.
خصیصه مکانیکی سرامیکهای زیرکونیا
۳- نتایج و بحث
نمونههای ۱٫۵Nd-1.5Y-ZrO2 و ۲٫۰Nd-1.5Y-ZrO2 در زمانهای مختلف ۱ لی ۵ ساعت و در دمای °C1450 تحت زینتر بدون فشار قرار گرفتند. خصیصههای مکانیکی بدست آمده در جدول ۱ نشان داده شده است.
شکل ۱ نشان دهنده تراکم نمونهها زینتر شده در دمای °C1450 بعنوان عملکرد زمان زینتر میباشد. برای سرامیک درجه (۱٫۵Nd,1.5Y)-ZrO2 ، میتوان مواد کاملا متراکم را در صورتی که برای مدت ۲ تا ۴ ساعت زینتر شده باشند را بدست آورد.
خصیصه مکانیکی سرامیکهای زیرکونیا
۴- نتیجهگیری
سرامیکهای کاملا متراکم (Nd,Y0-TZP را میتوان بوسیله زینترینگ بدون فشار پوششNd2O3-Y2O3 پودر زیرکونیای مونوکلینیک تهیه شده از تعلیق نئودیمیم و نیترات ایتریم و نانوپودر ZrO2 خالص بدست آورد.
زینترینگ در هوای C °۱۴۵۰ باعث تشکیل ریزساختار دونمایی ترکیب یافته از دانههای c-ZrO2 بزرگتر در ماتریس t-ZrO2 دانهدار بسیار عالیتر خواهد شد. زمان زینتر دارای تاثیر قوی بر ریزساختار ، سختی شکستگی و سختی ویکرز سرامیکهای (Nd,Y)-ZrO2 میباشد. سختی و سفتی بهینه پس از ۳-۲ و ۴-۳ ساعت زینترینگ در دمای C °۱۴۵۰ برای سرامیکهای تثبیت شده ۲٫۰ و ۱٫۵ mol% Nd2O3 co-doped 1.5 mol% Y2O3 بترتیب بدست میآید. افزایش سختی شکستگی باعث افزایش اندازه دانه تا حد بحرانی که فراتر از آن تغییر شکل خودبخود روی میدهد خواهد شد.
با بهینه ساختن زمان زینترینگ تا C °۱۴۵۰ ، مواد با ترکیب عالی سختی و سفتی شکستگی را میتوان بدست آورد.