Twinning-induced toughening forward hard and tough ceramics

孪晶诱导增韧前进硬韧陶瓷

基本信息

批准号：
20K15018
负责人：
増田紘士
金额：
$ 2.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は，材料がもつ真の力学特性を測定することが可能な「マイクロ力学試験」と準安定相をもつバルクセラミックスを合成可能と考えられる「フラッシュ焼結」を組み合わせて実施される。2022年度は，前年度にフラッシュ焼結処理を施したイットリア安定化ジルコニア (YSZ) セラミックスで発見した非弾性現象をTiO2へと展開するとともに、準安定型YSZのフラッシュ焼結に向けた粉末微細化に取り組んだ。・フラッシュ焼結処理を行ったTiO2試料に対して、ナノインデンテーション試験によって接触弾性率の速度依存性を評価した。YSZと同様、TiO2においてもフラッシュ焼結処理によって見かけの弾性率が低下し、この傾向は押し込み速度の低下とともに顕在化する速度依存性を示した。この非弾性現象の評価は当初の計画には含まれていない内容であるが、本研究で扱うフラッシュ焼結現象を理解するうえで重要な成果である。・溶射法を応用することで材料内部にナノ双晶を形成させた4.5 mol% YSZ粉末に対して、フラッシュ焼結を行うための試料調整を進めた。本試料は平均粒子径40 um程度の粗大粉末であり、フラッシュ焼結実験には適合しないことが明らかとなった。そのため、ビーズミリング技術を利用して粉末のナノ粒子化を試行した。しかし、溶射粉末のナノ粒子化は当初の計画通りには進んでおらず、現時点で得られている最小の平均粒子径は1.6 um程度である。この点は、粉末の強靭な性質を示唆している反面、次年度の対策が必要な課題である。

这项研究将通过结合“微机械测试”和“快速烧结”来进行，“微观机械测试”可以测量材料的真实机械性能，“快速烧结”被认为能够合成具有亚稳态相的块体陶瓷。 2022财年，我们将开发前一年对TiO2进行闪速烧结处理的氧化钇稳定氧化锆（YSZ）陶瓷中发现的非弹性现象，并对亚稳态YSZ闪速烧结粉末进行精制。・通过对闪烧后的 TiO2 样品进行纳米压痕测试来评估接触模量的速度依赖性。与YSZ类似，TiO2的表观弹性模量由于闪速烧结过程而降低，并且这种趋势表现出速度依赖性，并且随着压痕速度降低而变得更加明显。尽管对这种非弹性现象的评估并未包含在原计划中，但它是理解本研究中处理的闪速烧结现象的重要结果。 -继续进行 4.5 mol% YSZ 粉末快速烧结的样品制备，其中通过热喷涂在材料内部形成纳米孪晶。该样品为粗粉，平均粒径约为40μm，显然不适合闪速烧结实验。因此，我们尝试使用珠磨技术将粉末变成纳米颗粒。然而，热喷涂粉末向纳米粒子的转变并没有按原计划进行，目前可获得的最小平均粒径在1.6微米左右。尽管这一点表明了粉末的强大性能，但这是一个需要明年采取对策的问题。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Anomalous Mechanical Responses in Flash-Processed Ceramics

快速加工陶瓷中的异常机械响应

DOI：
10.2497/jjspm.70.30
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
MASUDA Hiroshi
通讯作者：
MASUDA Hiroshi

Effect of Second Phase Particles on Solid Particles Erosion of Air Plasma Sprayed Yttria Stabilized Zirconia

第二相颗粒对空气等离子喷涂氧化钇稳定氧化锆固体颗粒侵蚀的影响

DOI：
10.4028/www.scientific.net/kem.875.302
发表时间：
2021-02-04
期刊：
Key Engineering Materials
影响因子：
0
作者：
N. Ejaz;L. Ali;M. Mansoor
通讯作者：
M. Mansoor

Ferroelastic and Plastic Behaviors in Pseudo-Single Crystal Micropillars of Nontransformable Tetragonal Zirconia

不可相变四方氧化锆准单晶微柱的铁弹性和塑性行为

DOI：
10.2139/ssrn.3604625
发表时间：
2020-06-01
期刊：
AMI: Acta Materialia
影响因子：
0
作者：
H. Masuda;K. Morita;M. Watanabe;T. Hara;H. Yoshida;T. Ohmura
通讯作者：
T. Ohmura

Anelasticity induced by AC flash processing of cubic zirconia

立方氧化锆交流闪光加工引起的迟弹性

DOI：
10.1016/j.actamat.2022.117704
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
9.4
作者：
Masuda Hiroshi;Morita Koji;Tokunaga Tomoharu;Yamamoto Takahisa;Yoshida Hidehiro
通讯作者：
Yoshida Hidehiro

立方晶ジルコニアへの通電処理による非弾性変形の発現

立方氧化锆通电引起的非弹性变形