High-Temperature Creep Behavior of SiOC-Based Glasses and Glass-Ceramics

SiOC 基玻璃和微晶玻璃的高温蠕变行为

基本信息

项目摘要

Polymer-derived glasses and glass-ceramics (PDCs) have been known for the last four decades and are prepared via solid-state thermolysis of suitable polymers. They exhibit a unique combination of remarkable properties due to their covalent bonding and amorphous nature. Silicon oxycarbide (SiOC) ternary PDCs have been shown to possess outstanding high-temperature (T > 1000 °C) properties such as resistance against crystallization and decomposition, oxidation and corrosion as well as against creep. Their properties are directly influenced by the chemistry and the molecular structure of the precursors. Thus, there is an enormous potential in tuning the microstructure and properties of polymer-derived ceramics by using tailored polymers. The aim of the present proposal is to systematically investigate the thermophysical properties and high temperature creep behavior of silicon oxycarbide-based PDCs within the context of their dependence on compositional and nano/microstructural aspects. Thus, SiOC materials with model phase compositions and nano/microstructures will be prepared and studied with respect to their mechanical properties at temperatures near to their glass transition. Atomistic modeling approaches will complement the experiments in order to corroborate microstructural features with specific mechanical properties. This systematic approach will allow for profoundly understanding the correlation between composition and network architecture of the SiOC-based ceramics and their high-temperature creep behavior and consequently for rationally designing polymer-derived ceramics with tailored microstructure and properties.
在过去的四十年中,聚合物衍生的玻璃和玻璃陶瓷(PDC)一直闻名,并通过合适的聚合物的固态热解制备。由于它们的共价结合和无定形性,它们具有独特的特性组合。硅氧化硅(SIOC)三元PDC已被证明具有出色的高温(t> 1000°C)特性,例如抵抗结晶和分解,氧化和腐蚀以及对蠕变的抗性。它们的特性直接受到前体的化学和分子结构的影响。这是通过使用量身定制的聚合物来调整聚合物衍生的陶瓷的微观结构和性能的潜力增强。本提案的目的是系统地研究基于氧气的PDC在依赖组成和纳米/微观结构方面的硅质基于氧气的PDC的高温蠕变行为。这是,将准备具有模型相组成和纳米/微观结构的SIOC材料,并在其玻璃过渡的温度下与其机械性能进行研究。原子建模方法将完成实验,以证实具有特定机械性能的微结构特征。这种系统的方法将使基于SIOC的陶瓷的组成与网络结构之间的相关性及其高温蠕变行为之间的相关性,从而使用定制的微观结构和性能理性地设计聚合物衍生的陶瓷。

项目成果

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Synthesis and high-temperature creep behavior of a SiLuOC-based glass-ceramic
SiLuOC基微晶玻璃的合成及高温蠕变行为
  • DOI:
    10.2109/jcersj2.16101
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    C. Stabler;A. Choudhary;C. Seemüller;M. Heilmaier;E. Ionescu
  • 通讯作者:
    E. Ionescu
Interface-controlled creep in metallic glass composites
  • DOI:
    10.1016/j.actamat.2017.08.058
  • 发表时间:
    2017-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    Constanze Kalcher;Tobias Brink;J. Rohrer;A. Stukowski;K. Albe
  • 通讯作者:
    Constanze Kalcher;Tobias Brink;J. Rohrer;A. Stukowski;K. Albe
High-temperature creep behavior of a SiOC glass ceramic free of segregated carbon
  • DOI:
    10.1016/j.jeurceramsoc.2016.04.015
  • 发表时间:
    2016-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    C. Stabler;F. Roth;M. Narisawa;D. Schliephake;M. Heilmaier;S. Lauterbach;H. Kleebe;R. Riedel;E. Ionescu
  • 通讯作者:
    C. Stabler;F. Roth;M. Narisawa;D. Schliephake;M. Heilmaier;S. Lauterbach;H. Kleebe;R. Riedel;E. Ionescu
Influence of SiC/Silica and Carbon/Silica Interfaces on the High‐Temperature Creep of Silicon Oxycarbide‐Based Glass Ceramics: A Case Study
  • DOI:
    10.1002/adem.201800596
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    C. Stabler;D. Schliephake;M. Heilmaier;T. Rouxel;H. Kleebe;M. Narisawa;R. Riedel;E. Ionescu
  • 通讯作者:
    C. Stabler;D. Schliephake;M. Heilmaier;T. Rouxel;H. Kleebe;M. Narisawa;R. Riedel;E. Ionescu
Reinforcement of nanoglasses by interface strengthening
  • DOI:
    10.1016/j.scriptamat.2017.08.004
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Constanze Kalcher;O. Adjaoud;J. Rohrer;A. Stukowski;K. Albe
  • 通讯作者:
    Constanze Kalcher;O. Adjaoud;J. Rohrer;A. Stukowski;K. Albe
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