在多晶氧化物纖維的長期高溫燒結過程中發生的顯著晶粒生長對其力學性能產生了負面影響,這突顯了對替代燒結方法的需求。有鑒于此,山東大學劉本學、朱陸益等在空氣中進行開放式超快高溫燒結(OUHS)。
這種OUHS煅燒方法的特點是快速加熱/冷卻(>10000 K min?1)和短的高溫保持時間(<10 s),能夠合成3 mol %氧化釔的氧化鋯連續穩定纖維,這些纖維具有相干邊界,在細晶粒之間形成牢固的連接。
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這些纖維的抗拉強度(平均2.33 GPa,燒結溫度=1673 K)明顯超過傳統燒結生產的對應物(1.17 GPa)。采用實驗和理論方法分析了孔隙對纖維力學性能的影響。為了進行多功能性演示,OUHS被應用于幾種類型的多晶氧化物纖維(HfO2、Al2O3、TiO2、Y2O3和La2Zr2O7),顯著提高了它們的機械性能并實現了晶相控制,這證明了該程序適用于開發高性能材料。
參考文獻
Youmei Wang, Weiwei Qin, Zhao Chen, Zhezhe Deng, Dehua Ma, Yifan Wang, Xiaoqing Wang, Yunguang Yin, Yongshuai Xie, Benxue Liu, Luyi ZhuX, Xinqiang Wang, Guanghui Zhang, Dong Xu, Fine-Grain High-Performance Densified Oxide Fibers Produced by Open Ultrafast High-Temperature Sintering, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202412139
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412139