Mechanisms of crack healing in reactive MAX phase ceramic composites

反应性 MAX 相陶瓷复合材料的裂纹愈合机制

基本信息

项目摘要

The aim of the proposed project is to explore the mechanisms of crack healing in ceramic composites in order to regenerate the mechanical properties prior to damaging. The project aims to understand the mechanisms controlling the activation of the healing reaction and the transport of matter to the reaction site in MAX phase containing composite ceramics. MAX phases in the system Ti-A-C with A = Al, Sn are selected as a model system due to their unique nanolaminate crystal structure. The pronounced difference between the high bonding energy in the ceramic [Ti6C]-octahedra layers and the low bonding energy of the A-metal layers can be used to initiate extended crack deflecttion and crack bridging giving rise for a high reaction surface area in the wake of a crack. Substitution of Al on the A-metal layer position by a low melting metal (Sn) is expected to enhance mobilisation of the metal upon deformation and fracture. Crack healing will be achieved by reaction of the mobilised metal with oxide (MgO) or non-oxide (ZrC1-x) repair fillers restoring solid ligaments bridging the disruptted crack interface. Combining the crystal chemistry approach on the atomic level with a novel concept of microstructure formation by periodical assembly of space filling building blocs where the MAX phase and the repair filler are located at the interface boundary is considered as a visionary approach for a new class of composites with self healing capacity.
该项目的目的是探索陶瓷复合材料的裂纹愈合机制,以便在损伤之前再生其力学性能。该项目旨在了解在含有复合陶瓷的MAX相中控制愈合反应激活和物质向反应位点运输的机制。选择Ti-A-C体系中A = Al, Sn的MAX相作为模型体系,因为它们具有独特的纳米层状晶体结构。陶瓷[Ti6C]-八面体层的高键能和a -金属层的低键能之间的显著差异可以用来引发扩展的裂纹偏转和裂纹桥接,从而在裂纹后产生高反应表面积。用低熔点金属(Sn)取代a金属层位置上的Al有望增强变形和断裂时金属的活化。裂纹愈合将通过活化金属与氧化物(MgO)或非氧化物(ZrC1-x)修复填充物的反应来实现,这些填充物恢复了连接断裂裂纹界面的固体韧带。将原子水平上的晶体化学方法与通过周期性组装空间填充构建块形成微观结构的新概念相结合,其中MAX相和修复填料位于界面边界,被认为是一种具有自修复能力的新型复合材料的有远见的方法。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Sol-gel infiltration of complex cellular indirect 3D printed alumina
复杂细胞间接 3D 打印氧化铝的溶胶-凝胶渗透
Thermochemical calculations of the oxidation behavior of Nb2AlC MAX phase in ZrO2–matrix composites
ZrO2基复合材料中Nb2AlC MAX相氧化行为的热化学计算
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2018.05.249
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    M. Stumpf;J. Biggemann;T. Fey;K. Kakimoto;P. Greil
  • 通讯作者:
    P. Greil
Microstructure, thermal conductivity and simulation of elastic modulus of MAX-phase (Ti2AlC) gel-cast foams
  • DOI:
    10.1016/j.jeurceramsoc.2018.04.012
  • 发表时间:
    2018-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Fey, Tobias;Stumpf, Martin;Potoczek, Marek
  • 通讯作者:
    Potoczek, Marek
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr.-Ing. Peter Greil其他文献

Professor Dr.-Ing. Peter Greil的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr.-Ing. Peter Greil', 18)}}的其他基金

Hierarchical Cellular Ceramic Materials
多级孔陶瓷材料
  • 批准号:
    142420505
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Reinhart Koselleck Projects
Flexible Fertigung feuerfester Formteile aus Faser-verstärktem präkeramischem Papier (PRECERP)
纤维增强预陶瓷纸防火模制件的灵活生产 (PRECERP)
  • 批准号:
    114011545
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Biomorphe Keramikstrukturen mit anorganischer Reaktionsbindephase für vaskularisationspotente Knochenersatzkonstrukte
具有无机反应结合相的生物形态陶瓷结构,用于强血管化骨替代结构
  • 批准号:
    47038987
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Laminated object manufacturing of bioactive ceramic implants
生物活性陶瓷植入物的层压物体制造
  • 批准号:
    53428760
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Nanoparticle reinforced bioactive polysaccharide hybrid composites for medical applications (Nanobiocomp)
用于医疗应用的纳米颗粒增强生物活性多糖杂化复合材料(Nanobiocomp)
  • 批准号:
    21909622
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Polysaccharid-Template zur Strukurierung bioaktiver Keramiken
用于构建生物活性陶瓷的多糖模板
  • 批准号:
    18285023
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Anreicherung und Aktivierung zellulärer Strukturen durch biokompatible Gradientenwerkstoffe
通过生物相容性梯度材料富集和激活细胞结构
  • 批准号:
    5154856
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Fehlerreduzierte keramische Naßformgebung durch Prozeßmodellierung und Oberflächenmodifizierung
通过工艺建模和表面改性减少陶瓷湿法成型的误差
  • 批准号:
    5186284
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Präparation und Charakterisierung suszeptibilitätseingestellter Verbundkeramikpulver auf der Basis von TiO2, Al2O3, ZrO2 für Bauteile und Implantate zur Minimierung von Artefakten bei der NMR-Bildgebung
用于组件和植入物的基于 TiO2、Al2O3、ZrO2 的磁化率调整复合陶瓷粉末的制备和表征,以最大限度地减少 NMR 成像中的伪影
  • 批准号:
    5262048
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Elektromechanische Wechselwirkungen in Polymerkeramiken für Hochtemperaturanwendungen
高温应用聚合物陶瓷中的机电相互作用
  • 批准号:
    5232760
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes

相似国自然基金

拉压应力状态下含充填断续节理岩体三维裂隙扩展及锚杆加固机理研究
  • 批准号:
    40872203
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    45.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
岩石扩容现象的超声横波特征参数研究
  • 批准号:
    40472140
  • 批准年份:
    2004
  • 资助金额:
    34.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

A multi-scale approach for modeling self-healing concrete by coupling water ingress and crack healing process
通过耦合进水和裂缝愈合过程来模拟自修复混凝土的多尺度方法
  • 批准号:
    22K04257
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of a hybrid carbon nanotube fiber reinforced 'crack-free' concrete as a repair material along with remote sensing and 'self-healing' capabilities
开发混合碳纳米管纤维增强“无裂纹”混凝土作为修复材料,并具有遥感和“自修复”功能
  • 批准号:
    516570-2018
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
Development of a hybrid carbon nanotube fiber reinforced 'crack-free' concrete as a repair material along with remote sensing and 'self-healing' capabilities
开发混合碳纳米管纤维增强“无裂纹”混凝土作为修复材料,并具有遥感和“自修复”功能
  • 批准号:
    516570-2018
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
Development of a hybrid carbon nanotube fiber reinforced 'crack-free' concrete as a repair material along with remote sensing and 'self-healing' capabilities
开发混合碳纳米管纤维增强“无裂纹”混凝土作为修复材料,并具有遥感和“自修复”功能
  • 批准号:
    516570-2018
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
Development of a hybrid carbon nanotube fiber reinforced 'crack-free' concrete as a repair material along with remote sensing and 'self-healing' capabilities
开发混合碳纳米管纤维增强“无裂纹”混凝土作为修复材料,并具有遥感和“自修复”功能
  • 批准号:
    516570-2018
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
Challenge in inventing environmental barrier coating with permanent self-crack healing ability for gas turbine
发明具有永久自裂纹自愈能力的燃气轮机环境隔离涂层面临的挑战
  • 批准号:
    18K14086
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Crack healing and chemical strengthen of swelling mica combined ceramics
膨胀云母复合陶瓷的裂纹愈合及化学强化
  • 批准号:
    17K06790
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of low-carbon PC grout with crack self-healing function using microorganisms
利用微生物开发具有裂缝自修复功能的低碳PC灌浆料
  • 批准号:
    17K00607
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of a hybrid carbon nanotube fiber reinforced 'crack-free' concrete as a repair material along with remote sensing and 'self-healing' capabilities
开发混合碳纳米管纤维增强“无裂纹”混凝土作为修复材料,并具有遥感和“自修复”功能
  • 批准号:
    516570-2018
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
Metal interconnect with self-healing and self-diagnosis abilities for crack
具有裂纹自愈和自诊断能力的金属互连
  • 批准号:
    16KT0107
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了