Micromechanical characterization of microwave dielectric ceramic BaO–Sm 2O 3–5TiO 2 by indentation and scratch methods

纳米压痕 材料科学 缩进 努氏硬度试验 断裂韧性 复合材料 陶瓷 脆性 弹性模量 压痕硬度 微观结构
作者
Ming Liu,Zhitong Xu
出处
期刊:Journal of Advanced Ceramics [Springer Science+Business Media]
卷期号:: 1-30
标识
DOI:10.26599/jac.2023.9220744
摘要

Mechanical characterization of dielectric ceramics, which have drawn extensive attention in wireless communication, remains challenging.The micromechanical properties with the microstructures of dielectric ceramic BaO-Sm 2 O 3 -5TiO 2 (BST) were assessed by nanoindentation, microhardness, and microscratch tests under different indenters, along with the X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and Raman spectroscopy.Accurate determination of elastic modulus (E IT ) (i.e., 260 GPa) and indentation hardness (H IT ) (i.e., 16.2 GPa) of brittle BST ceramic by the instrumented indentation technique requires low loads with little indentation-induced damage.The elastic modulus and indentation hardness were analyzed by different methodologies such as energy-based approach, displacement-based approach, and elastic recovery of Knoop imprint.Consistent values (about 3.1 MPa•m 1/2 ) of fracture toughness (K C ) of BST ceramic were obtained by different methods such as the Vickers indenter-induced cracking method, energy-based nanoindentation approaches, and linear elastic fracture mechanics (LEFM)-based scratch approach with a spherical indenter, demonstrating successful applications of indentation and scratch methods in characterizing fracture properties of brittle solids.The deterioration of elastic modulus or indentation hardness with the increase in indentation load (F) is caused by indentation-induced damage and can be used to determine the fracture toughness of material by energy-based nanoindentation approaches, and the critical void volume fraction (f * ) is 0.27 (or 0.18) if elastic modulus (or indentation hardness) of the brittle BST ceramic is used.The fracture work at the critical load corresponding to the initial decrease in elastic modulus or indentation hardness can also be used to assess the fracture toughness of brittle solids, opening new venues of the application of nanoindentation test as a means to characterize the fracture toughness of brittle ceramics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
高青青完成签到,获得积分10
1秒前
陌上完成签到 ,获得积分20
1秒前
甜美的储发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
努力搬砖努力干完成签到,获得积分10
2秒前
无限幻枫发布了新的文献求助30
3秒前
3秒前
PCX完成签到,获得积分10
4秒前
每天100次发布了新的文献求助10
4秒前
ddm发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
Imp发布了新的文献求助20
6秒前
哇owao发布了新的文献求助10
7秒前
玛卡巴卡发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
DreamRunner0410完成签到 ,获得积分10
8秒前
面向阳光完成签到,获得积分10
9秒前
dyr发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
123发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
天真的雨发布了新的文献求助10
13秒前
彭彭完成签到 ,获得积分10
13秒前
科研通AI5应助RNAPW采纳,获得10
13秒前
至幸发布了新的文献求助10
13秒前
lin完成签到 ,获得积分10
14秒前
桐桐应助apple红了采纳,获得10
15秒前
发疯发布了新的文献求助10
16秒前
科研通AI5应助ddm采纳,获得10
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
江恋发布了新的文献求助10
17秒前
Lynn发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
独特的魔镜完成签到,获得积分10
19秒前
天真的雨完成签到,获得积分10
19秒前
小y同学完成签到,获得积分20
19秒前
23秒前
Bob发布了新的文献求助10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Cancer Systems Biology: Translational Mathematical Oncology 1000
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
NMR in Plants and Soils: New Developments in Time-domain NMR and Imaging 600
Electrochemistry: Volume 17 600
La cage des méridiens. La littérature et l’art contemporain face à la globalisation 577
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4957210
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4218749
关于积分的说明 13131163
捐赠科研通 4001594
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2189900
邀请新用户注册赠送积分活动 1204820
关于科研通互助平台的介绍 1116465