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
Dr.Yang完成签到,获得积分10
刚刚
尊嘟假嘟应助冷冷子采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
aliu发布了新的文献求助10
1秒前
Z_ttkokil完成签到 ,获得积分10
1秒前
WATQ完成签到,获得积分10
1秒前
机智的大狸子完成签到,获得积分10
2秒前
李健的小迷弟应助黄林燊采纳,获得10
2秒前
俞孤风发布了新的文献求助10
2秒前
文艺的鹤轩关注了科研通微信公众号
2秒前
可爱的函函应助LRY采纳,获得10
2秒前
wxtlzzdp完成签到,获得积分10
3秒前
田様应助无限的板栗采纳,获得10
3秒前
goldNAN发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
咕咕完成签到 ,获得积分10
4秒前
dmy发布了新的文献求助10
4秒前
顽主完成签到,获得积分0
5秒前
何润东完成签到,获得积分20
5秒前
默语发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
科研小废物完成签到,获得积分10
5秒前
顾矜应助不朽丶哀默采纳,获得10
5秒前
5秒前
wangting发布了新的文献求助10
6秒前
风一样的我完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
冷冷子完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
hautzhl完成签到,获得积分10
9秒前
大模型应助hao采纳,获得10
9秒前
9秒前
fpy完成签到,获得积分10
10秒前
打打应助科研小废物采纳,获得10
11秒前
Jasper应助落后的丹彤采纳,获得10
12秒前
12秒前
所所应助lingkui采纳,获得10
12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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 1500
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
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 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 550
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 7514989
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9103295
关于积分的说明 19431917
捐赠科研通 7120366
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3253534
关于科研通互助平台的介绍 2422308
邀请新用户注册赠送积分活动 2240263