Enhancement of Si3N4 ceramics via evolution of grain interface between ZrO2 and Si3N4 under pressureless sintering

材料科学 陶瓷 氮化硅 断裂韧性 烧结 复合材料 微观结构 分子动力学 相(物质) 晶粒生长 晶界 韧性 结晶学 化学 图层(电子) 计算化学 有机化学
作者
Chunxi Luo,Neng Li,Tengfei Deng
出处
期刊:Journal of the American Ceramic Society [Wiley]
卷期号:106 (11): 7043-7056 被引量:8
标识
DOI:10.1111/jace.19263
摘要

Abstract Silicon nitride (Si 3 N 4 ) as a structural ceramic material, its strength, and toughness are the decisive characteristics of damage tolerance and reliability. In this work, Si 3 N 4 ceramics is enhanced via evolution of grain interface between Si 3 N 4 and ZrO 2 , which bending strength and fracture toughness reached 982.8 MPa and 9.81 MPa·m 1/2 , respectively. The interface evolution of the ZrO 2 and Si 3 N 4 grains were investigated via both first‐principles molecular dynamics simulation and experiment. The Si 3 N 4 /ZrO 2 interface structure was observed by high‐resolution transmission electron microscopy, include: (i) glass phase film, (ii) Zr 3 N 4 film. First‐principles molecular dynamics simulation reported here provide an atomic‐level description of the formation mechanisms of the interface structure. The Si‐O bond and Zr‐N bond was formed to provide the Si 3 N 4 /ZrO 2 interface bond. Moreover, the embedded‐like composite structure between Si 3 N 4 and ZrO 2 was formed during the sintering process, which can deflect cracks and result in an increase in the fracture energy. Due to the strength difference of Si 3 N 4 and ZrO 2 , cracks tend to propagate through the grains of ZrO 2 and deflects when it encounters the rod‐like Si 3 N 4 grains. In the same time, the ZrO 2 plays a role with respect to refinement of the β‐Si 3 N 4 grain size and decrease of the glass phase content.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
刚刚
梦羲发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
猫咪也疯狂应助ber采纳,获得10
3秒前
3秒前
豆花牛肉面完成签到,获得积分10
4秒前
天天快乐应助直率的灵煌采纳,获得10
5秒前
天天快乐应助jiangqi采纳,获得10
6秒前
奕青完成签到,获得积分10
6秒前
yee完成签到 ,获得积分10
7秒前
小J完成签到,获得积分10
7秒前
神经蛙发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
千百度发布了新的文献求助10
10秒前
欢喜妙梦完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
充电宝应助dlr采纳,获得10
12秒前
小马甲应助踏实博超采纳,获得10
12秒前
13秒前
yjw0526发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
科研通AI2S应助zzzz采纳,获得10
14秒前
15秒前
彭于晏应助温暖砖头采纳,获得30
16秒前
SAN发布了新的文献求助10
16秒前
爆米花应助踏实的雅山采纳,获得10
18秒前
爆米花应助孤风采纳,获得10
18秒前
19秒前
Jasper应助强健的小土豆采纳,获得10
19秒前
reborn发布了新的文献求助10
20秒前
科研通AI6.4应助SAN采纳,获得10
20秒前
Yannis发布了新的文献求助10
21秒前
可爱的函函应助Tuzixiong采纳,获得10
21秒前
路易锡发布了新的文献求助10
22秒前
寒冷天亦发布了新的文献求助10
24秒前
hxm完成签到,获得积分20
25秒前
26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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7398875
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9004322
关于积分的说明 19168162
捐赠科研通 7033871
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3230671
关于科研通互助平台的介绍 2392880
邀请新用户注册赠送积分活动 2212460