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无压烧结下 ZrO2 和 Si3N4 晶粒界面的演变增强 Si3N4 陶瓷
Journal of the American Ceramic Society ( IF 3.5 ) Pub Date : 2023-06-15 , DOI: 10.1111/jace.19263 Chunxi Luo 1 , Neng Li 1 , Tengfei Deng 1
Journal of the American Ceramic Society ( IF 3.5 ) Pub Date : 2023-06-15 , DOI: 10.1111/jace.19263 Chunxi Luo 1 , Neng Li 1 , Tengfei Deng 1
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氮化硅(Si 3 N 4)作为结构陶瓷材料,其强度和韧性是损伤容限和可靠性的决定性特征。本文通过Si 3 N 4和ZrO 2之间晶粒界面的演化来增强Si 3 N 4陶瓷,其弯曲强度和断裂韧性分别达到982.8 MPa和9.81 MPa·m 1/2。通过第一原理分子动力学模拟和实验研究了ZrO 2和Si 3 N 4颗粒的界面演化。Si 3 N 4 /ZrO通过高分辨率透射电子显微镜观察到2个界面结构,包括:(i)玻璃相膜,(ii)Zr 3 N 4膜。这里报道的第一原理分子动力学模拟提供了界面结构形成机制的原子级描述。形成Si-O键和Zr-N键以提供Si 3 N 4 /ZrO 2界面键。此外,在烧结过程中形成Si 3 N 4和ZrO 2之间的嵌入状复合结构,可以偏转裂纹并导致断裂能增加。由于Si 3 N的强度差异参照图4和ZrO 2 ,裂纹倾向于穿过ZrO 2晶粒传播并且当其遇到棒状Si 3 N 4晶粒时发生偏转。同时,ZrO 2还起到细化β-Si 3 N 4晶粒尺寸和降低玻璃相含量的作用。
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更新日期:2023-06-15
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