Highly porous YSZ ceramic foams using hollow spheres with holes in their shell for high-performance thermal insulation

材料科学 复合材料 氧化钇稳定氧化锆 多孔性 保温 陶瓷 球体 热导率 立方氧化锆 抗压强度 壳体(结构) 热障涂层 天文 物理 图层(电子)
作者
Hyun‐Ae Cha,Min-Gi Jo,Young Kook Moon,Byung‐Dong Hahn,Cheol‐Woo Ahn,Jong‐Jin Choi,Do Kyung Kim
出处
期刊:Journal of The European Ceramic Society [Elsevier BV]
卷期号:43 (15): 7041-7052 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2023.07.029
摘要

Yttria-stabilized zirconia (YSZ) porous ceramic foams were fabricated using YSZ microspheres with holes on the surface to determine their properties as insulation materials. Highly porous YSZ ceramics with bimodal pore structures, such as internal pores in single hollow spheres and external pores between the spheres, were successfully prepared using YSZ spheres as raw materials. Additionally, holes were added to the shells to reduce continuous thermal pathways and significantly enhance the insulation properties. Furthermore, by adding holes on the surface of the sphere, the porous foams using a hollow sphere exhibit a maximized porosity of 80.69%, remarkably enhanced their insulation properties with low thermal conductivity (0.10 W/m-K), and have sufficient compressive strength to protect the green body (5.7 MPa). The mechanical strength of the YSZ porous foam was maintained owing to the uniform arrangement of the supports.
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