Influence of cooling rate on the physical properties of tin modified zirconium titanate

Park, Y.; Kim, Y.

doi:10.1007/bf00592708

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“…Therefore the elastic characterization of ceramics at high temperature is fundamental to evaluate the expected behaviour in use. [1][2][3] Zirconium titanate (ZrTiO 4 ) is a well known compound in the field of electroceramics, as constituent of dielectric resonators and components for telecommunications, [4][5][6][7][8][9] however, there is no information reported by other authors about the mechanical and thermal properties of zirconium titanate, excepting for bulk modulus of zirconium titanate powders (144 ± 5 GPa) determined by Errandonea et al by high pressure X-ray diffraction. 10 This work is part of a wider study dealing with the thermomechanical behaviour of zirconium titanate based materials and the evaluation of their actual potential for structural applications.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 97%

Elastic behaviour of zirconium titanate bulk material at room and high temperature

López-López

Erauw

Moreno

et al. 2012

Journal of the European Ceramic Society

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Section: Introductionmentioning

confidence: 97%

Elastic behaviour of zirconium titanate bulk material at room and high temperature

López-López

Erauw

Moreno

et al. 2012

Journal of the European Ceramic Society

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“…Los resultados recogidos en la tabla I están de acuerdo con las observaciones de Park y Kim [10] en materiales monofásicos de ZrTiO 4 preparados a partir de polvos sintetizados por reacción en estado sólido de mezclas estequiométricas de ZrO 2 y TiO 2 . Estos autores pusieron de manifiesto cómo a medida que aumenta la velocidad de enfriamiento (0.5-100ºC/h) desde la temperatura de sinterización (1400ºC-4h), la longitud del eje cristalográfico b (eje c según la convención usada por Park y Kim [10]) aumenta significativamente.…”

Section: Expansión Térmica Del Titanato De Circoniounclassified

“…Estos autores pusieron de manifiesto cómo a medida que aumenta la velocidad de enfriamiento (0.5-100ºC/h) desde la temperatura de sinterización (1400ºC-4h), la longitud del eje cristalográfico b (eje c según la convención usada por Park y Kim [10]) aumenta significativamente. Asimismo Park y Kim [10] observaron una expansión térmica durante calentamientos hasta 1400ºC menor en el material enfriado a 100ºC/h que en el enfriado a 1ºC/h.…”

Section: Expansión Térmica Del Titanato De Circoniounclassified

“…El ámbito tradicional de los materiales de titanato de circonio es el de la electrocerámica, como resonadores dieléctricos debido a su elevada constante dieléctrica (κ ≈ [35][36][37][38][39][40][41][42][43][44][45][46] [10][11][12][13][14], a su alto factor de calidad (Q ≈ 2000-8000) medido entre 1 y 10GHz [10][11][12][13][14] y a su pequeña variación de la frecuencia de resonancia con la temperatura (τ f ≈ 0 ppmºC -1 ) [10,11,14]. Estas propiedades hacen que los materiales de titanato de circonio sean usados en el campo de las telecomunicaciones como sintonizadores, filtros y osciladores de tensión sintonizable mediante voltaje [10,15]. Además, se han determinado las propiedades dieléctricas del titanato de circonio en películas delgadas preparadas por ablación láser [15].…”

Section: Introductionunclassified

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Titanato de circonio: estabilidad termodinámica y expansión térmica

López-López¹,

Moreno²,

Baudin³

2011

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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El titanato de circonio es un compuesto muy usado en aplicaciones electrocerámicas, aunque también se han descrito aplicaciones en el campo de la catálisis y de los sensores. Dada la anisotropía en la expansión térmica cristalográfica de este compuesto, podría ser planteado como constituyente de componentes estructurales. En general, para asegurar la integridad estructural y la homogeneidad microestructural de una pieza cerámica, es preciso utilizar velocidades de enfriamiento desde la temperatura de fabricación relativamente bajas. Este requerimiento tiene una importancia fundamental en el titanato de circonio, ya que pequeñas variaciones en la composición y en la velocidad de enfriamiento, producen variaciones significativas tanto en la distribución de fases como en la expansión térmica. En este trabajo se revisan los trabajos existentes sobre la estabilidad del titanato de circonio dentro de los sistemas ZrO 2 -TiO 2 y ZrO 2 -TiO 2 -Y 2 O 3 . Se describen las principales discrepancias acerca de las fases compatibles existentes en la bibliografía actual y se discute el posible origen de estas discrepancias. Asimismo, se revisan los datos existentes sobre la expansión térmica cristalográfica de este compuesto. Palabras clave: Diagramas de fases, Reactividad, Propiedades térmicas, Aplicaciones estructurales, Titanato de circonio, sistema ZrO 2 -TiO 2 -Y 2 O 3Zirconium titanate: stability and thermal expansion Zirconium titanate is a well known compound in the field of electroceramics, although it has also been used in catalyst and sensors applications. The crystallographic thermal expansion anisotropy of this compound makes it a potential candidate as constituent of structural components. In general, to assure the structural integrity and microstructural homogeneity of a ceramic piece, relatively low cooling rates from the fabrication temperature are required. This requirement is essential for zirconium titanate because thermal expansion as well as phase distribution is affected by small variations in the composition and cooling rate. This work reviews the available data on the phase equilibrium relationships in the systems ZrO 2 -TiO 2 and ZrO 2 -TiO 2 -Y 2 O 3 . The main discrepancies as well as the possible origins of them are discussed. Additionally, the crystallographic thermal expansion data in the current literature are reviewed. [4,7] son composiciones específicas dentro de esta solución sólida. En los diferentes estudios realizados a presión atmosférica que se describen en este trabajo, se mencionan las composiciones estequiométricas ZrTiO 4 , ZrTi 2 O 6 y Zr 5 Ti 7 O 24 , así como soluciones sólidas de TiO 2 y de ZrO 2 en ZrTiO 4 y ZrTi 2 O 6 . Por ello, si bien la fórmula química (Zr x Ti 1-x ) 2 O 4 describe correctamente todas las posibles composiciones, en este trabajo, por claridad, se utilizará la nomenclatura tradicional empleada para la descripción de las soluciones sólidas: ZrTiO 4 ss y ZrTi 2 O 6 ss.

show abstract

“…ZT has been proposed for structural and thermomechanical severe applications [27,28]. Zirconium titanate (ZrTiO 4 ) is a well-known compound in the field of electro-ceramics, as constituent of dielectric resonators and components for telecommunications, [29][30][31][32][33][34]. There is also a family of zirconium titanate ceramic pigments [35].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Dense mullite–zirconia–zirconium titanate ceramic composites by reaction sintering

Rendtorff

Gómez

Gauna

et al. 2016

Ceramics International

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Materials from the Al 2 O 3 -SiO 2 -ZrO 2 and the Al 2 O 3 -SiO 2 -ZrO 2 -TiO 2 systems have several high temperature applications because they present the good refractoriness, chemical inertness, adequate mechanical and thermo-mechanical behaviors with a relatively good cost: performance ratio. In this work stoichiometric (3:2:1) molar incompatible mixtures of alumina (Al 2 O 3 ), zircon (ZrSiO 4 ) and titania (TiO 2 ) were slip casted and sintered in a 1300-1500 1C temperature range in order to obtain mullite (3Al 2 O 3 Á 2SiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ) and zirconium titanate (ZrTiO 4 ) dense triple ceramic composite.Both sintering and reaction occurred after the thermal treatments. Reaction progress and densification evolutions were established. Dense Triplex composite materials were achieved after 1500 1C treatments. The reaction-sintering was followed by XRD, TG-DTA, and dilatometry. Densification started at 1100 1C and the chemical reactions only started above 1300 1C. Aluminum titanate (Al 2 TiO 5 ) was found to be an intermediate of the reaction after 1400 1C treatments. Materials treated below 1300 1C presented a partial densification of the unreacted starting powders. Resulting ceramic materials were characterized. The crystalline phases were evaluated, as well as the texture properties. The achieved microstructure consisted in interlocked multiphase ceramic with zirconia (monoclinic) grains. The achieved Hv and K IC reached 9 GPa and 4.3 MPa m 1/2 respectively. The dense and interlocked ceramic microstructure and relative high mechanical properties of the developed material encourages several high temperature applications. Finally it can be pointed out that after 1500 1C treatments some detrimental grain growth was observed.

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Influence of cooling rate on the physical properties of tin modified zirconium titanate

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Elastic behaviour of zirconium titanate bulk material at room and high temperature

Elastic behaviour of zirconium titanate bulk material at room and high temperature

Titanato de circonio: estabilidad termodinámica y expansión térmica

Dense mullite–zirconia–zirconium titanate ceramic composites by reaction sintering

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