Synthesis, sintering, and grain growth kinetics of Hf6Ta2O17

材料科学 烧结 晶粒生长 晶界扩散系数 粒径 粒度 化学工程 动力学 扩散 球磨机 表面扩散 晶界 矿物学 冶金 物理化学 微观结构 热力学 化学 物理 工程类 吸附 量子力学
作者
Qirong Yang,Harry Charalambous,Elizabeth Sobalvarro Converse,Jesus Rivera,Peter W.F. Evans,James T. Cahill,Wyatt L. Du Frane,Joshua D. Kuntz
出处
期刊:Journal of The European Ceramic Society [Elsevier BV]
卷期号:43 (10): 4541-4548 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2023.03.040
摘要

A systematic study of the solid-state synthesis, pressureless sintering, and grain growth kinetics of Hf6Ta2O17 is presented. The ideal conditions for solids-state synthesis of Hf6Ta2O17 powder with minimal particle necking was 1250 °C for 2 h in air. The resultant powder has an average particle size of 210 ± 70 nm. The combined synthesis and ball-milling procedure produces highly sinterable Hf6Ta2O17 powder, achieving > 97 % of theoretical density after pressureless sintering at 1600 °C for 2 h in air. The grain growth mechanism was sensitive to processing conditions, appearing to be primarily driven by surface diffusion below 1600 °C and grain boundary diffusion above 1650 °C. The respective activation energies for grain growth were found to be QS = 659 ± 79 kJ mol−1 and QGB = 478 ± 63 kJ mol−1.
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