Preparation of O′-Sialon-based ceramics by two-stage liquid phase sintering and study on the toughening mechanism of ultrafine-grained sintered clusters

材料科学 烧结 赛隆 陶瓷 断裂韧性 复合材料 复合数 微观结构 液相 增韧 相(物质) 韧性 热力学 物理 有机化学 化学
作者
Chenyang Xi,Haoshan Guo,Chunxiang Zhang,Junting Luo
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:48 (7): 9362-9370 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2021.12.131
摘要

Ultrafine-grained O′-Sialon-based ceramics were prepared by two-stage sintering at 1250 °C, with large particle GH4169 superalloy powder and nano Al 2 O 3 –Y 2 O 3 as composite sintering aids. The effects of these aids on the densification, microstructure, and mechanical properties of O′-Sialon-based ceramics during two-stage sintering were also studied. Studies have shown that the densification process of O′-Sialon-based ceramics promoted by composite sintering additives, presents with the characteristics of two-stage liquid-phase sintering. In the first stage, GH4169 formed ultrafine-grained sintered clusters in the sintered material through liquid phase diffusion. In the second stage, the uniformly dispersed nano Al 2 O 3 –Y 2 O 3 realized the uniform sintering of the material. In the fracture process, the ultrafine-grained sintered clusters hindered the crack propagation and promoted multiple deflections of the crack around the edge of the clusters, achieving the effect of crack deflection toughening. This effect, dominated by ultrafine-grained sintered clusters, significantly improved the fracture toughness of O′-Sialon-based ceramics up to 8.52 MPa m 1/2 .
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