Abstrakt
The results of an investigation on slip cast and sintered Y2O3 (3 wt%)- stabilized ZrO2 with additions of 5, 10, 15 wt% Al2O3 are reported. The surface roughness, porosity and density of the samples were measured. The hardness HRc and Hv, fracture toughness K1C, and friction coefficients were also measured using standard methods. The structural properties of the samples were observed by Scanning Electron Microscopy (SEM). The surface topography was evaluated by means of Chromatic White Light Interferometry using MicroSpy® Topo of FRT Rauheit Kontur before and after tribological tests. The phase and chemical composition were analyzed by X-Ray Diffractometry (XRD), Energy Dispersive X-ray (EDX) spectroscopy, and Raman spectroscopy. Results show that the addition of Al2O3 into YSZ ceramics in the range of 5–10% allows the mechanical and tribological characteristics of the material that can be applied in different mechanical machines for different metallurgical processes to be improved, as well as in chemical engineering or medicine.
Cytowania
-
4 6
CrossRef
-
0
Web of Science
-
4 9
Scopus
Autorzy (8)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- Licencja
- otwiera się w nowej karcie
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
- Opublikowano w:
-
CERAMICS INTERNATIONAL
nr 43,
wydanie 13,
strony 9746 - 9752,
ISSN: 0272-8842 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2017
- Opis bibliograficzny:
- Ghaemi M., Reichert, S., Krupa A., Sawczak M., Zykova, A., Lobach K., Sayenko S., Svitlychnyi Y.: Zirconia ceramics with additions of Alumina for advanced tribological and biomedical applications// CERAMICS INTERNATIONAL. -Vol. 43, iss. 13 (2017), s.9746-9752
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1016/j.ceramint.2017.04.150
- Bibliografia: test
-
- A.G. Evans, Perspective on the development of high-toughness ceramics, J. Am. Ceram. Soc. 72 (1990) 187-192. otwiera się w nowej karcie
- J. Fraim, J. Mc Kittrick, Modeling and Fabrication, of fine-grain alumina-zirconia composites produced by nanocrystalline precursor, J. Am. Ceram. Soc. 81 (1998) 1773-1780. otwiera się w nowej karcie
- B. Warcholinski, A. Gilewicz, O. Lupicka, J. Rochowicz, S. Sayenko, Y. Svitlychnyi, A. Zykova, Effect of zirconia stabilized by ittria additions on the structure and mechanical properties of alumina based ceramic, Funct. Mater. 21 (4) (2014) 403-408. otwiera się w nowej karcie
- S. Biamino, P. Fino, M. Pavese, C. Badini, Alumina-zirconia-yttria nanocompo- sites prepared by solution combustion synthesis, Ceram. Int. 32 (2006) 509-513. otwiera się w nowej karcie
- X. Guo, Roles of alumina in zirconia for functional applications, J. Am. Ceram. Soc. 86 (11) (2003) 1867-1873. otwiera się w nowej karcie
- L. Blaise, F. Villermaux, B. Calés, Ageing of zirconia: everything you always wanted to know, Key Eng. Mater. 192/195 (2001) 553-556. otwiera się w nowej karcie
- C. Piconi, G. Maccauro, Zirconia as a ceramic biomaterial, Biomaterials 20 (1999) 1-25. otwiera się w nowej karcie
- G. Heimke, S. Leyen, G. Willmann, Knee arthroplasty: recently developed ceramics offer new solutions, Biomaterials 23 (2002) 1539-1551. otwiera się w nowej karcie
- E. Marcella, N. Denis, B.W. Susie, M.P. Ast, M.W. Timothy, E.P. Douglas, Zirconia phase transformation, metal transfer, and surface roughness in retrieved ceramic composite femoral heads in total hip arthroplasty, J. Arthroplast. 29 (2014) 2219-2223.
- P.F. Becher, Toughening behavior in ceramics associated with the transformation of tetragonal ZrO2, Acta Metall. 34 (1986) 1885-1891. otwiera się w nowej karcie
- E. Medvedovski, R.J. Liewellyn, Oxide ceramics for abrasion and erosion resistance applications, Interceram 51 (2002) 120-126. otwiera się w nowej karcie
- P. Rao, M. Iwasa, J. Wu, J. Ye, Y. Wang, Effect of Al 2 O 3 addition on ZrO 2 phase composition in the Al 2 O 3 -ZrO 2 system, Ceram. Int. 30 (2004) 923-926. otwiera się w nowej karcie
- A.A. NogiwaValdez, W.M. Rainforth, P. Zeng, I.M. Ross, Deceleration of hydro- thermal degradation of 3Y-TZP by alumina and lanthana co-doping, Acta Biomater. 9 (2013) 6226-6235. otwiera się w nowej karcie
- Sh Ngashangua, S. Vasanthavel, V. Ponnilavan, S. Kannan, Effect of MgO additions on the phase stability and degradation ability in ZrO 2 -Al 2 O 3 composite systems, Ceram. Int. 41 (2015) 3814-3821. otwiera się w nowej karcie
- R.C. Garvie, P.S. Nicholson, Structure and thermodynamical properties of partially stabilized zirconia in the CaO-ZrO 2 system, J. Am. Ceram. Soc. 55 (1972) 152-157. otwiera się w nowej karcie
- S. Jahanmir, X. Dong, Wear mechanics of aluminum oxide ceramics, Frict. Wear Ceram. 15 (1994) 50-54. otwiera się w nowej karcie
- S. Choi, N. Bansal, Mechanical behaviour of zirconia/alumina composites, Ceram. Int. 31 (1) (2005) 39-46. otwiera się w nowej karcie
- S. Tekeli, Influence of Alumina addition on grain growth and room temperature mechanical properties of 8YSCZ/Al 2 O 3 composites, Compos. Sci. Technol. 65 (6) (2005) 967-972. otwiera się w nowej karcie
- R.H.L. Garcia, V. Ussui, N.B. de Lima, E.N.S. Muccillo, D.R.R. Lazar, Physical properties of Alumina/yttria-stabilized Zirconia composites with improved micro- structure, J. Alloy. Compd. 486 (2009) 747-753. otwiera się w nowej karcie
- H.L. Calamba´s Pulgarin, L.B. Garrido, M.P. Albano, Comparison of different zirconia powders for slip casting of alumina-zirconia ceramics, Adv. Appl. Ceram. 112 (2013) 39-45. otwiera się w nowej karcie
- J.C. Valmalette, M. Isa, Size effects on the stabilization of ultrafine zirconia nanoparticles, Chem. Mater. 14 (2002) 5098-5102. otwiera się w nowej karcie
- D. Casellas, L. Llanes, M. Anglada, et al., The transformation toughening of Y-ZrO2 ceramics with mixed Y-TZP/PSZ microstructures, J. Eur. Ceram. Soc. 21 (2001) 765-777. otwiera się w nowej karcie
- A. Ghosh, A.K. Suri, M. Pandey, Nanocrystalline zirconia-yttria system-a Raman study, Mater. Lett. 60 (2006) 1170-1173. otwiera się w nowej karcie
- O. Roberts, A.J.G. Lunt, S.Y.T. Sui, N. Baimpas, I.P. Dolbnya, M. Parkes, D. Dini, S. M. Kreynin, T.K. Neo, A.M. Korsunsky, A study of phase transformation at the surface of a zirconia ceramic, in: Proceedings of the World Congress on Engineering WCE 2014, London, U.K, 2, 2014, pp. 122-129.
- M. Tanaka, R. Kitazawa, T. Tomimatsu, Y.F. Liu, Y. Kagawa, Residual stress measurement of an EB-PVD Y2O3-ZrO2 thermal barrier coating by micro-Raman spectroscopy, Surf. Coat. Technol. 204 (2009) 657-660. otwiera się w nowej karcie
- J. Cízek, O. Melikhova, I. Procházka, J. Kuriplach, R. Kuzel, G. Brauer, et al., Defect studies of nanocrystalline zirconia powders and sintered ceramics, Phys. Rev. B 81 (2010) 024116.
- G. Gregori, W. Burger, V. Sergo, Piezo-spectroscopic analysis of the residual stresses in zirconia-toughened alumina ceramics: the influence of the tetragonal-to- monoclinic transformation, Mater. Sci. Eng. A 271 (1999) 401-406. otwiera się w nowej karcie
- F.F. Lange, M.M. Hirlinger, Hindrance of grain growth in А1 2 O 3 by ZrO 2 inclusions, J. Am. Ceram. Soc. 67 (1984) 164-167. otwiera się w nowej karcie
- K. Hirota, K. Shibaya, H. Matsuda, M. Kato, H. Taguchi, Fabrication of novel ZrO 2 (Y 2 O 3 )-Al 2 O 3 ceramics, having high strength and toughness utilising pulsed electric current pressure sintering (PECPS), Adv. Appl. Ceram. 113 (2014) 73-79. otwiera się w nowej karcie
- F.F. Lange, Transformation toughening. 4. Fabrication, fracture-toughness and strength of Al 2 O 3 -ZrO 2 composites, J. Mater. Sci. 17 (1982) 247-250. otwiera się w nowej karcie
- P.F. Becher, K.B. Alexander, A. Bleier, S.B. Waters, W.H. Warwick, Influence of ZrO 2 grain size and content on the transformation response in the Al 2 O 3 -ZrO 2 (12 mol% CeO 2 ) system, J. Am. Ceram. Soc. 76 (1993) 657-661. otwiera się w nowej karcie
- M. Szutkowka, M. Boniecki, Subcritical crack growth in zirconia-toughened Alumina (ZTA) ceramics, J. Mater. Process. Technol. 175 (2006) 416-419. otwiera się w nowej karcie
- X. Wang, J. Tian, X. Yu, Y. Shan, Z. Liu, Y. Yin, Effect of microstructure on the fracture behaviour of micro-nano ZTA composite, Mater. Chem. Phys. 112 (2008) 213-217. otwiera się w nowej karcie
- S.Y. Sayenko, E.O. Svitlychniy, K.V. Lobach, Application of electroconsolidation of powder components for production of ultradenced ceramics Al 2 O 3 and ZrO 2 (3% Y 2 O 3 ), Phys. Surf. Eng. 11 (2013) 285-288.
- S. Sayenko, Y. Svitlychnyi, K. Lobach, A. Surkov, Advanced Alumina and Zirconia ceramics produced by the electroconsolidation method, China's Refract. 25 (1) (2016) 39-43.
- M. Mazaheri, A. Simchi, F. Golestani-Fard, Densification and grain growth of nanocrystalline 3Y-TZP during two-step sintering, J. Eur. Ceram. Soc. 28 (2008) 2933-2939. otwiera się w nowej karcie
- Y. Sakka, T. Ishii, T.S. Suzuki, K. Morita, K. Hiraga, Fabrication of high-strain rate superplastic yttria-doped Zirconia polycrystals by adding manganese and alumi- num oxides, J. Eur. Ceram. Soc. 24 (2004) 449-453. otwiera się w nowej karcie
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 201 razy
Publikacje, które mogą cię zainteresować
Evaluation of adhesive forces and the specific surface energy of zirconia stabilized by yttria with alumina additions ceramic by AFM method
- T. Kuznetsova,
- M. H. Ghaemi,
- T. Zubar
- + 4 autorów
Study on Dry Sliding Wear and Friction Behaviour of Al7068/Si3N4/BN Hybrid Composites
- K. Subramanian,
- S. Murugesan,
- D. G. Mohan
- + 1 autorów
Binder-induced surface structure evolution effects on Li-ion battery performance
- J. S. Rezvani,
- M. Pasqualini,
- A. Witkowska
- + 7 autorów