In-situ synthesis of alumina-matrix oxide/oxide composites and performance enhancement by multiple toughening

氧化铝基氧化物/氧化物复合材料的原位合成及多重增韧性能增强

• 批准号: 23560835
• 负责人: CHEN Zhongchun
• 金额: $ 3.49万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23560835/
• 关键词: 複合材料; セラミックス; アルミナ; 反応焼結; In situ合成; 組織靱化; 破壊靱性

Alumina matrix composites reinforced with barium hexaluminate and zirconia were synthesized in situ through reactive sintering of alumina and barium zirconate powder mixtures. The in-situ synthesized composites exhibited a microstructural feature of the elongated barium hexaluminate and equiaxed zirconia particles. The formation of Ba-beta-Al2O3 phase with an elongated morphology is likely to be attributed to preferred diffusion of Ba cations along the basal planes. The incorporation of TZP or Y2O3 promotes densification of the composites and formation of tetragonal zirconia due to diffusion of yttria to monoclinic zirconia, which is generated through reaction between alumina and barium zirconate during sintering. The synthesized alumina matrix composites showed high fracture toughness, as a result of multiple toughening effects including crack deflection, crack bridging, and martensitic transformation of zirconia from tetragonal to monoclinic phases.

采用反应烧结法原位合成了六铝酸钡和氧化锆增强氧化铝基复合材料。原位合成的复合材料表现出细长的六铝酸钡和等轴氧化锆颗粒的显微结构特征。Ba-β-Al_2 O_3相的形成可能是由于Ba阳离子沿着基面的优先扩散。TZP或Y2 O3的掺入促进了复合材料的致密化和由于氧化钇向单斜氧化锆的扩散而形成的四相氧化锆，所述单斜氧化锆是在烧结期间通过氧化铝和锆酸钡之间的反应产生的。所合成的氧化铝基复合材料显示出高的断裂韧性，作为多个增韧效应，包括裂纹偏转，裂纹桥接，和马氏体相变的氧化锆从四方相到单斜相的结果。

项目成果

Microstruture and mechanical properties of reactive-synthesized alumina-matrix compo- sites

反应合成氧化铝基复合材料的微观结构和机械性能

• 发表时间: 2012
• 期刊: Proceedings of JSMME 2012
• 作者: K. Maeda;T. Akao;T. Onda and Z.-C. Chen
• 通讯作者: T. Onda and Z.-C. Chen

反応焼結によるアルミナ系酸化物／酸化物複合材料のIn-situ合成

反应烧结原位合成氧化铝基氧化物/氧化物复合材料

• 发表时间: 2013
• 作者: Z. Chen;K. Maeda;T. Onda and T. Akao;陳中春
• 通讯作者: 陳中春

アルミナ基複合材料の組織と機械的性質に及ぼすTZP添加の影響

TZP添加对氧化铝基复合材料结构和力学性能的影响

• 发表时间: 2011
• 作者: 陳中春;江角誠;山下達也;赤尾尚洋;音田哲彦
• 通讯作者: 音田哲彦

In-Situ Synthesis of Alumina Matrix Composites by Spark Plasma Sintering

火花等离子烧结原位合成氧化铝基复合材料

• DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.750.92
• 发表时间: 2013
• 期刊: Materials Science Forum
• 作者: Z. Chen;S. Nugroho and A. Kawasaki
• 通讯作者: S. Nugroho and A. Kawasaki

アルミナ基複合材料の反応合成およびマルチ靱化効果

氧化铝基复合材料的反应合成及其多重增韧作用

• 发表时间: 2012
• 作者: 前田健作;赤尾尚洋;音田哲彦;陳中春
• 通讯作者: 陳中春