Chế tạo vật liệu composite y2ti2o7/sic giao diện lồi-lõm với các đặc tính cơ học ưu việt hơn bằng phương pháp đúc trượt có từ tính hỗ trợ

Chỉ số đề mục

67

Lĩnh vực nghiên cứu

20512 - Vật liệu composite

Dạng tài liệu

Tác giả

Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Thị Thanh Xuân⁽¹⁾, Trần Thị Trà Vinh, Thân Hồng Phúc

Nhan đề

Chế tạo vật liệu composite y2ti2o7/sic giao diện lồi-lõm với các đặc tính cơ học ưu việt hơn bằng phương pháp đúc trượt có từ tính hỗ trợ

Nhan đề tiếng anh

Fabrication of convex-concave y2ti2o7/sic composites with enhanced mechanical properties by magnetically assisted slip casting

Nguồn trích

Tạp chí Khoa học và Công nghệ (Đại học Đà Nẵng)

Năm xuất bản

2022

Số

8

Trang

71-76

ISSN

1859-1531

Từ khóa

SiC, Y2Ti2O7, Đúc trượt, Giao diện lồi-lõm, Độ bền đứt gãy

Từ khóa tiếng anh

SiC, Y2Ti2O7, Slip casting, Convex-concave interface, Fracture toughness

Tóm tắt

Trong bài báo này, nhóm tác giả giới thiệu một phương pháp mới để chế tạo composite Y2Ti2O7/SiC với giao diện lồi-lõm giữa hai lớp. Các sợi nano SiC được phủ các hạt nano Ni bằng phương pháp dung dịch hóa học, sau đó các sợi nano Ni-SiC được phân tán vào trong bùn Y2Ti2O7. Tiếp theo, bùn Y2Ti2O7 được rót vào khuôn Polyetylen và đặt trong từ trường. Sau khi được đuổi dung môi, mẫu ceramic được thiêu kết không áp trong khí argon. Phương pháp này đơn giản và tiết kiệm chi phí, nhưng rất hiệu quả trong việc chế tạo vật liệu phân lớp chức năng, do đó rất có tiềm năng. Ngoài ra, không có vết nứt trên bề mặt giao diện giữa SiC và Y2Ti2O7, và độ bền đứt gãy ở vùng giao diện của vật liệu tổng hợp, cho thấy rằng cấu trúc này có khả năng chống tách lớp hiệu quả.

Tóm tắt tiếng anh

In this paper, a novel method to fabricate Y2Ti2O7/SiC composite with the convex-concave interface between the two layers was introduced. SiC nanofibers were coated with Ni nanoparticles using solution chemistry method, then the Ni-SiC nanofibers were dispersed into Y2Ti2O7 slurry. The slurry was then cast into a polyethylene mold and subjected to a magnetic field. After consolidation, the green body was pressure-less sintered in argon atmosphere. The processing method is simple and cost saving, but very effective in fabricating functionally graded materials, thus is highly potential. In addition, the fact that there was no crack in the interface between SiC and Y2Ti2O7 layers, and the fracture toughness at the interface region of the composites indicates that this structure has superior delamination resistance.

Kí hiệu kho

TTKHCNQG, CVv 465

File toàn văn

Xem toàn văn

Tài liệu tham khảo

[1] Lee MK, Young RU, Chang KR, Yong BL (), "Organic Suspension Behavior of Rutile TiO2 Nanoparticles with High Specific Surface Area",Mater Trans, 51(12), 2010, 2157–2161
[2] Hu C, Sakka Y, Tanaka H, Nishimura T, Grasso S (), "Fabrication of Textured Nb4AlC3 Ceramic by Slip Casting in a Strong Magnetic Field and Spark Plasma Sintering",J Am Ceram Soc, 94(2), 2011, 410–415.
[3] Sekino T, Nakajima T, Ueda S, Niihara K (), "Reduction and Sintering of a Nickel–Dispersed-Alumina Composite and Its Properties",J Am Ceram Soc, 80(5), 1997, 1139–1148.
[4] Le Ferrand H, Bouville F, Niebel TP, Studart AR (), "Magnetically assisted slip casting of bioinspired heterogeneous composites",Nat Mater, 14(11), 2015, 1172–1179.
[5] Nguyen ST, Nakayama T, Suematsu H, Suzuki T, Takeda M, Niihara K (), "Low thermal conductivity Y2Ti2O7 as a candidate material for thermal/environmental barrier coating",Ceram Int, 42(9), 2016, 11314–11323.
[6] Nguyen ST, Nakayama T, Suematsu H, Suzuki T, Nanko M, Cho H-B, Huynh MTT, Jiang W, Niihara K (), "Synthesis of molten-metal corrosion resistant yttria-based refractory by hot-pressing and densification",J Eur Ceram Soc, 35(9), 2015, 2651–2662
[7] He LF, Shirahata J, Nakayama T, Suzuki T, Suematsu H, Ihara I, Bao YW, Komatsu T, Niihara K (), "Mechanical properties of Y2Ti2O7",Scr Mater, 64, 2011, 548-551
[8] Nguyen ST, Okawa A, Iwasawa H, Nakayama T, Hashimoto H, Sekino T, Suematsu H, Niihara K (), "Titanium Nitride and Yttrium Titanate Nanocomposites, Endowed with Renewable Self-Healing Ability",Adv Mater Interfaces, 8(22), 2021, 2100979.
[9] Johnson MB, James DD, Bourque A, Dabkowska HA, Gaulin BD, White MA (), "Thermal properties of the pyrochlore, Y2Ti2O7",J Solid State Chem, 182, 2009, 725–729.
[10] Uematsu K, Shinozaki K, Sakurai O, Mizutani N (), "Electrical Conductivity of the System Y2O3‐TiO2",J Am Ceram Soc, 62, 1979, 219–221.
[11] Spitsberg I, Steibel J (), "Thermal and Environmental Barrier Coatings for SiC/SiC CMCs in Aircraft Engine Applications",Int J Appl Ceram Technol, 1, 2004, 291–301
[12] Evans AG, Hutchinson JW (), "The mechanics of coating delamination in thermal gradients",Surf Coatings Technol, 201(18), 2007, 7905– 7916
[13] Kim WJ, Kim D, Park JY (), "Fabrication and material issues for the application of SiC composites to LWR fuel cladding",,Nucl Eng Technol, 45(4), 2013, 565–572.
[14] Ric-hards BT, Wadley HNG (), "Plasma spray deposition of tri-layer environmental barrier coatings",J Eur Ceram Soc, 34(12), 2014, 3069–3083
[15] Taguchi T, Igawa N, Yamada R, Jitsukawa S (), "Effect of thick SiC interphase layers on microstructure, mechanical and thermal properties of reaction-bonded SiC/SiC composites",J Phys Chem Solids, 66, 2005, 576–580.
[16] Naslain R, Christin F (), "SiC-Matrix Composite Materials for Advanced Jet Engines",MRS Bull, 28(09), 2003, 654–658