The effect of microstructural features on the mechanical properties of LZSA glass-ceramic matrix composites

Abstract

This work reports on the characterization of ZrSiO 4 particulate-reinforced Li 2 O-ZrO 2 -SiO 2 -Al 2 O 3 (LZSA) glass-ceramic matrix composites. The typical physical/mechanical and chemical properties of the glass batches and the composites were measured. A composition with 60 wt.% ZrSiO 4 was preliminarily selected because it demonstrated the highest values of bending strength (190 MPa) and deep abrasion resistance (51 mm 3 ). To this same composition was given a 7 wt.% bentonite addition in order to obtain plasticity behavior suitable for extrusion. The sintered samples (1150 °C for 10 min) presented a thermal linear shrinkage of 14% and bending strength values of 220 MPa. Keywords: glasses, ceramic-matrix composites, mechanical properties, extrusion. Resumo Este trabalho relata a caracterização de compósitos baseados em matriz vitrocerâmica do sistema Li 2 O-ZrO

Influence of Ta2O5doping on mechanical and biological properties of silicate glass-ceramics

“…The physical and chemical properties of glass-ceramics mainly depend on the composition of glass, type and amount of the crystalline phase, microstructure, the heat treatment procedure and nucleating agents [7]. Glass-ceramics are also considered as intrinsic composites because during heat treatment the reinforcing phase is nucleated from the parent glass, which, therefore, provides toughness and mechanical strength to the polycrystalline solid [8]. Previously a number of studies have been made on doped glass-ceramics with * E-mail: madeehariaz2762@yahoo.com different nucleating agents, such as TiO 2 [9,10], to obtain effective crystallization and sinterability of the glass-ceramics.…”

Estudo de composições cerâmicas à base de alumina e vitrocerâmico do sistema LZSA para obtenção de estruturas multicamadas por tape casting

“…Avaliações de características como módulo de elasticidade (E) e coeficiente de expansão térmica (CET) são indispensáveis nesta etapa [6]. Neste sentido, vitrocerâmicos do sistema LZSA (Li 2 O-ZrO 2 -SiO 2 -Al 2 O 3 ) se destacam devido à sua microestrutura composta de cristais micrométricos de espodumênio-β ss (solução sólida, Li 2 O.Al 2 O 3 .4-10SiO 2 ) e silicato de zircônio (ZrSiO 4 ), que conferem a este material densificação à baixa temperatura, baixo CET e valores de propriedades mecânicas que o tornam interessante para emprego, por exemplo, em aplicações de LTCC (low temperature co-fired ceramics) obtidos por tape casting [7][8][9][10][11][12][13][14][15].…”

“…Whiskers de SiC (SiC w ) têm sido empregados como material de reforço em compósitos à base de alumina e outros [5]. Vitrocerâmico do sistema LZSA tem sido empregado na obtenção de compósitos, em especial à base de alumina, para auxiliar na sinterização, nas propriedades mecânicas e na redução do CET [11,[13][14][15], enquanto que o TiO 2 tem sido empregado neste sistema vitrocerâmico como agente nucleante e para reduzir o CET [19,20] …”