hrvatski

Mikrostruktura i otpornost na puzanje mulitne keramike pripravljene sol-gel postupkom

Mulitna keramika velike čistoće, gustoće i homogenosti postaje posljednjih godina sve zanimljivija za istraživače kao visokotemperaturni konstrukcijski materijal zbog svoje velike otpornosti prema puzanju. Budući da se uobičajenim postupcima priprave ne mogu ispuniti ovi vrlo visoki zahtjevi, u posljednje se vrijeme poseban naglasak stavlja na kemijske postupke priprave sinteraktivnih premulitnih prašaka. Pri tome je sol-gel postupak privukao posebnu pozornost istraživača. Dosadašnje spoznaje govore da je mikrostruktura mulitne keramike uvjetovana sastavom, tj. omjerom Al_2O_3/SiO_2, ishodnih pre-mulitnih prašaka. U ovom radu istraživan je utjecaj veličine čestica Al_2O_3 faze na mikrostrukturu i otpornost prema puzanju pripravljene mulitne keramike. Veličina čestica Al_2O_3 faze u gelovima stehiometrijskog mulitnog sastava (Al/Si=3:1) mijenjana je upotrebom različitih Al-prekursora. Pripravljeni gelovi su sušeni, kalcinirani, mljeveni, izostatski prešani i sinterirani uz iste uvjete. Mikrostruktura gelova i mulitne keramike promatrana je transmisijskom i pretražnom elektronskom mikroskopijom (TEM i SEM). Otpornost prema puzanju određivana je u atmosferi zraka: 1) kao funkcija opterećenja pri konstantnoj temperaturi od 1450^oC, i 2) kao funkcija temperature pri konstantnom opterećenju od 100 MPa. Mijenjanjem veličine čestica Al_2O_3 faze uspjelo se pripraviti mulitna keramička tijela različite mikrostukture i različite otpornosti prema puzanju. Izdužena mulitna zrna, prosječne duljine ~5 mikrometara, uklopljena u matricu vrlo finih ekvidistantnih mulitnih zrna, prosječne veličine ~ 0, 25 mikrometara, karakteristična su za uzorak s najmanjom veličinom čestica Al_2O_3 faze (A manje od 10 nm). Ekvidistantna mulitna zrna prosječne veličine 0, 5 i 1, 3 mikrometara karakteristična su za uzorke s većim česticama Al_2O_3 faze (B ~ 20 nm i C ~ 30-40 nm). Uzorak C pokazao je najveću, a uzorak B najmanju otpornost prema puzanju. Izračunate energije aktivacije za puzanje za uzorke A, B i C iznosile su 606, 573 i 743 kJ/mol, a vrijednosti eksponenta opterećenja, n, bile su 1, 96, 2, 05 i 1, 75. Uspoređivanjem izračunatih energija aktivacije i eksponenta opterećenja s literaturnim podacima zaključeno je da se puzanje odvija mehanizmom klizanja na granicama zrna.

nije evidentirano

nije evidentirano