Non-isothermal sinter-crystallization of jagged Li2O–Al2O3–SiO2 glass and simulation using a modified form of the Clusters model

Soares, Viviane Oliveira; Reis, Raphael C.V.M.; Zanotto, Edgar Dutra; Pascual, María J.; Durán, Alicia

doi:10.1016/j.jnoncrysol.2012.09.010

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“…We find that for the glass beads, which have a dominant peak that is near‐Gaussian, the value of c can be taken as ~1. This is in agreement with previous studies that have used this parameter with tightly clustered particle size distributions [ Lara et al ., ; Prado et al ., ; Soares et al ., ].…”

Section: Materials Properties and Experimental Methodsmentioning

confidence: 99%

“…Additionally, we use the method of Soares et al . [] to convert the continuous measurements of height and diameter (Figures a and b) into relative densities (Figures c and d). The measurements of sample geometry are automated, and thus, the thermal expansion of the alumina substrate (~99.5 wt % Al 2 O 3 ) is considered when deriving absolute changes in sample height.…”

Section: Materials Properties and Experimental Methodsmentioning

confidence: 99%

“…It should be noted that equations and were developed for monodisperse packs of spheres, and therefore, it is an approximation to use equation for different packing types of polydisperse particles. However, studies have verified the efficacy of a polydisperse approximation to monodisperse theory within analytical error and over ranges of particle size distributions similar to those used here [ Lara et al ., ; Soares et al ., ].…”

Section: Theoretical Frameworkmentioning

confidence: 99%

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Nonisothermal viscous sintering of volcanic ash

et al. 2014

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Volcanic ash is often deposited in a hot state. Volcanic ash containing glass, deposited above the glass transition interval, has the potential to sinter viscously both to itself (particle‐particle) and to exposed surfaces. Here we constrain the kinetics of this process experimentally under nonisothermal conditions using standard glasses. In the absence of external load, this process is dominantly driven by surface relaxation. In such cases the sintering process is rate limited by the melt viscosity, the size of the particles and the melt‐vapor interfacial tension. We propose a polydisperse continuum model that describes the transition from a packing of particles to a dense pore‐free melt and evaluate its efficacy in describing the kinetics of volcanic viscous sintering. We apply our model to viscous sintering scenarios for cooling crystal‐poor rhyolitic ash using the 2008 eruption of Chaitén volcano as a case example. We predict that moderate linear cooling rates of > 0.1°C min−1 can result in the common observation of incomplete sintering and the preservation of pore networks.

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Section: Materials Properties and Experimental Methodsmentioning

confidence: 99%

Section: Materials Properties and Experimental Methodsmentioning

confidence: 99%

Section: Theoretical Frameworkmentioning

confidence: 99%

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Nonisothermal viscous sintering of volcanic ash

et al. 2014

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“…In order to meet the requirements mentioned above, we concentrated on the glass-ceramics system, because of unstable properties of the glass/ceramics system. As we know, Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 (LAS) glass-ceramics possess low or even negative CTE, high chemical durability, and excellent thermal shock resistance properties [9]. The feasibility of LAS glass-ceramics as a substrate material for the LTCC application has been confirmed in previous researches.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 86%

Effects of TiO2 on microstructures and properties of Li2O–Al2O3–SiO2 glass–ceramics for LTCC substrates

Duan

Long

2016

J Mater Sci: Mater Electron

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In order to increase the flexural strength and to adjust the coefficient of thermal expansion (CTE), TiO 2 was introduced into Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 (LAS) glass-ceramics to satisfy LTCC applications. The effects of TiO 2 addition on the microstructure, thermal, mechanical and electrical properties were studied. The results showed that the crystal phases were composed of Li 2 OAl 2 O 3 7.5SiO 2 (major), as well as TiO 2 and CaMgSi 2 O 6 (minor). The crystal phase TiO 2 having higher CTE value could appropriately increase the CTE value of LAS to fit the silicon and remarkably improve the flexural strength of LAS glass-ceramic with low CTE. The dielectric and insulating properties also strongly depended on the amount of TiO 2 . LAS glass-ceramic sintered at 800°C with high performances was achieved in the case of 1 wt% TiO 2 : a = 2.56 9 10 -6 /°C, r = 151 MPa, e = 6.8, tand = 1.731 9 10 -3 , q = 8.29 9 10 10 X cm.

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“…La sinterización de vidrios del sistema LAS se ha abordado en estudios anteriores, obteniéndose vitrocerámicos con CET= 2x10 -8 C -1 y densidades relativas del 98 % [9]. Este tipo de materiales son muy adecuados para aplicaciones en placas vitrocerámicas de inducción.…”

Section: Methodsunclassified

Resistencia al desgaste de recubrimientos sol-gel de SiO2 y SiO2 - ZrO2 sobre materiales vitrocerámicos obtenidos por sinterización

Soares¹,

Soares²,

Peitl³

et al. 2013

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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INTRODUCCIÓNLos vitrocerámicos del sistema Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 (LAS) son conocidos por presentar un coeficiente de expansión térmica (CET) muy próximo a cero (-0,3 -0,9 x10 -6 °C -1 ), elevada resistencia química y buenas propiedades mecánicas (tensión de fractura ~ 150 MPa y módulo de elasticidad ~ 100 MPa) [1,2], factores que les proporcionan un alto valor comercial. Sus aplicaciones más importantes incluyen las placas eléctricas de cocinas vitrocerámicas, espejos para telescopios, protectores de chimeneas y muchas otras aplicaciones donde se requiere una alta resistencia al choque térmico [3,4].El proceso más utilizado para la preparación de materiales vitrocerámicos es la cristalización controlada de los vidrios precursores, obtenidos por fusión, mediante un tratamiento doble de nucleación y crecimiento de cristales [5]. Este proceso permite obtener microestructuras controladas y fases cristalinas específicas que potencian las propiedades del vidrio o bien contribuyen a crear nuevas propiedades. Un método alternativo es la sinterización de micropartículas vítreas con cristalización concurrente [6]. En este caso, durante el proceso de molienda se genera defectos superficiales que actúan como sitios de nucleación preferente durante la sinterización del compacto vítreo. El principal inconveniente es que cuando se inicia el proceso de sinterización suele comenzar la cristalización superficial de las partículas inhibiendo la densificación total del compacto [6]. Por el contrario, este método permite obtener materiales con formas complejas El proceso sol-gel es un método interesante para la producción de recubrimientos vítreos sobre sustratos vitrocerámicos con el fin de mejorar su resistencia al rayado y al desgaste, y proporcionando además un aspecto homogéneo, vidriado y brillante que evite los costosos tratamientos finales de pulido. Este trabajo describe la preparación de recubrimientos de sílice y sílice/ circona por el método sol-gel sobre sustratos vitrocerámicos del sistema Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 (LAS) producidos por sinterización. Los recubrimientos se depositaron por la técnica de inmersión y se caracterizaron mediante microscopía óptica de luz reflejada y elipsometría espectral. Por otro lado, se determinó la dureza y el módulo de elasticidad, además del coeficiente de fricción, la resistencia al desgaste y al rayado de los recubrimientos. Estos resultados se compararon con las propiedades del sustrato sin recubrir. Las capas depositadas confieren al sustrato un aspecto homogéneo, vidriado y brillante, mejorando el aspecto final y evitando el pulido. Sin embargo, estas capas no aumentan la resistencia al desgaste del sustrato, aunque igualan sus características.Palabras clave: sol-gel, recubrimientos, resistencia al desgaste, resistencia al rayado. Scratch resistance of SiO 2 and SiO 2 -ZrO 2 sol-gel coatings on glass-ceramic obtained by sinteringThe sol-gel process is widely used to obtain coatings on glass-ceramic substrates in order to improve the scratch and abrasion resistance, also providing...

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Non-isothermal sinter-crystallization of jagged Li2O–Al2O3–SiO2 glass and simulation using a modified form of the Clusters model

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Nonisothermal viscous sintering of volcanic ash

Nonisothermal viscous sintering of volcanic ash

Effects of TiO2 on microstructures and properties of Li2O–Al2O3–SiO2 glass–ceramics for LTCC substrates

Resistencia al desgaste de recubrimientos sol-gel de SiO<sub>2</sub> y SiO<sub>2</sub> - ZrO<sub>2</sub> sobre materiales vitrocerámicos obtenidos por sinterización

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