Densification kinetics of ZrO2-based ceramics using a master sintering curve

Caruso, R.; Mamana, Nadia; Benavídez, Edgardo

doi:10.1016/j.jallcom.2009.11.080

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“…In the temperature range 1100 to 1500 • C, the higher heating rate caused less shrinkage than the lower heating rate, because the green compact was exposed to sintering for a longer time at 5 • C/min. It is noted that this behavior has also been observed in dilatometric experiments for nano-sized ZnO [11], nano-3Y-TZP [14], ZrO 2 [15] and can be ascribed to the shortened time for diffusion and mass transport when a higher heating rate is used to reach a given temperature.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 53%

“…The MSC is unique for a given powder and green-body process. This theory, originally developed and demonstrated for solid state sintering that exhibits isotropic behavior, has been successfully applied to the solid state sintering of nanoCeO 2 [10], nano-sized ZnO [11], Al 2 O 3 -8 mol%YSZ [12], TiO 2 [13], nano-3Y-TZP [14] and ZrO 2 [15]. However, the application of MSC to the sintering of WC-MgO compacts has not been reported.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Master sintering curve of nanocomposite WC-MgO powder compacts

Ouyang

Zhu

et al. 2012

Journal of Alloys and Compounds

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Section: Methodsmentioning

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Master sintering curve of nanocomposite WC-MgO powder compacts

Ouyang

Zhu

et al. 2012

Journal of Alloys and Compounds

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“…Most of the reported activation energies for densification of 3% mol Y2O3stabilized ZrO2 by grain boundary diffusion (GBD) are between 309-373 kJ/mol [29,30] and 460-616 kJ/mol [31,32] for lattice diffusion and superimposed diffusion mechanisms. The activation energy determined by the Wang and Raj method for the intermediate stage, 342.97±12.78 kJ/mol, is close to the one reported by Yeh and Sacks, 307±10 kJ/mol [33] and Rajeswari, 350 kJ/mol [34].…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Solid state sintering behavior of zirconia-nickel composites

Arantes

Coutinho

Martins

et al. 2019

Ceramics International

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“…Su y Johnson entienden que para un polvo y procesamiento de un material en verde dados, los parámetros geométricos de la microestructura son independientes del programa de sinterización. A partir de la construcción de la CMS para un sistema dado se puede predecir la densidad y la velocidad de densificación (Caruso et al, 2010;Su and Johnson, 1996).…”

Section: Densidad Y Porosidadunclassified

“…En reportados en la literatura para la zirconia cúbica (Kumagai, 2013;Rajeswari et al, 2013), y está por debajo de los valores encontrados por este mismo método en materiales de 3YZ (Caruso et al, 2010;Mazaheri et al, 2009b) y Al2O3 (Su and Johnson, 1996;Wang and Teng, 2010).…”

Section: Obtención De La Curva Maestra De Sinterización (Cms)unclassified

Materiales nanoestructurados de zirconia: Materiales densos y compositos con nanotubos de carbono (NTC)

Gómez¹

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El óxido de zirconio o zirconia (ZrO2) es un material que, por su versatilidad, abarca un amplio campo de aplicación, desde los cerámicos estructurales como los refractarios; a los biomateriales y las celdas de combustibles como materiales funcionales. La versatilidad de la zirconia se debe a que presenta diferentes estructuras cristalinas y cada una de ellas tiene propiedades propias que se diferencian de las demás. Al dopar la zirconia con 8 mol% de ytria, esta desarrolla una estructura cúbica a temperatura ambiente en la que se promueve una mejora en la conductividad iónica, sin embargo, las propiedades mecánicas de este material presentan ciertas desventajas frente a materiales de zirconia tetragonal (3YZ), y en especial, este material exhibe una tenacidad a la fractura mucho menor además de un importante crecimiento de grano. En los últimos años, ha habido un gran interés en el desarrollo de materiales cerámicos que contengan nanotubos de carbono con el fin de generar una mayor resistencia y tenacidad a la fractura (KIc) para aplicaciones estructurales. Los nanotubos de carbono (NTC) tienen alta superficie específica y presentan excelentes propiedades mecánicas y de conductividad. Debido a estas propiedades es que se ha intentado producir materiales cerámicos en los que los NTC actúen como refuerzo dentro de la matriz cerámica. No obstante la incorporación de estas fibras al material cerámico para producir alguna mejora requiere una fuerte unión entre las partículas de la matriz y los NTC. La heterocoagulación electrostática se postula como un método efectivo para producir una buena dispersión de los NTC en la matriz cerámica y además, mediante este método se producen una fuerte interacción entre los NTC y la matriz cerámica, aportando al anclaje de los tubos en la matriz y por lo tanto, potenciando el refuerzo del composito. El objetivo de esta tesis es aportar conocimiento acerca del efecto que tiene la adición de una pequeña cantidad de nanotubos de carbono (1% p/p) en una matriz de zirconia cúbica, analizando diversas propiedades de los materiales compuestos y comparándolos con el material formado solamente por zirconia. En una primera etapa se realizará la caracterización de las materias primas: zirconia y nanotubos de carbono (Capítulo 4). Luego, se estudiarán las propiedades texturales y mecánicas de los materiales sinterizados en forma convencional de zirconia monoclínica (m-ZrO2) y dopada con 3 y 8 mol% de Y2O3, 3YZ y 8YZ, respectivamente; y en particular, se caracterizarán materiales de 8YZ sinterizados por dos vías alternativas: sinterización en dos pasos y spark plasma sintering (SPS) (Capítulo 5). En una segunda etapa, se abordará la funcionalización de los NTC mediante un tratamiento ácido a diferentes temperaturas (Capítulo 6). En la etapa final de esta tesis se estudiarán los materiales conformados por 8YZ y 1% p/p de NTC, procesados mediante heterocoagulación electrostática (Capítulo 7). Se profundizará el estudio sobre el efecto que tiene la introducción de NTC en la dureza Vickers (Hv) y tenacidad a la fractura (KIc) medidas por el método de indentación, la dureza y el módulo de elasticidad obtenidas por microindentación, y la resistencia a la flexión del composito 8YZ-NTC, en conjunto con un análisis de la resistencia al desgaste que presentan estos compositos.

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Materiales nanoestructurados de zirconia: Materiales densos y compositos con nanotubos de carbono (NTC)

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