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論文情報


データ種別:研究紀要論文

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メタデータID 22708
JaLC DOI 10.14988/pa.2017.0000014266
タイトル Fabrication of yttria-doped zirconia-alumina composite ceramics with high strength and fracture toughness by pulsed electric-current pressure sintering
タイトル(その他) パルス通電加圧焼結を用いたイットリア添加ジルコニア-アルミナコンポジットセラッミクの作製
パルス ツウデン カアツ ショウケツ オ モチイタ イットリア テンカ ジルコニア-アルミナ コンポジット セラッミク ノ サクセイ
著者 Hirota, Ken
Yamamoto, Kenta
Sasai, Koki
Kato, Masaki
Taguchi, Hideki
Kimura, Hideo
Takai, Masayuki
Terada, Masao
著者(ヨミ) ヒロタ, ケン
ヤマモト, ケンタ
ササイ, コウキ
カトウ, マサキ
タグチ, ヒデキ
キムラ, ヒデオ
タカイ, マサユキ
テラダ, マサオ
著者(その他) 廣田, 健
山本, 健太
笹井, 厚希
加藤, 将樹
田口, 秀樹
木村, 英夫
高井, 優行
寺田, 昌生
所属 Hirota, Ken / 同志社大学理工学部機能分子・生命化学科教授
Kato, Masaki / 同志社大学理工学部機能分子・生命化学科教授
Taguchi, Hideki / Graduate School of Natural Science and Technology, Okayama University
Terada, Masao / Daiichi Kigenso Kagaku Kogyo Co., Ltd.
刊行物名 同志社大学ハリス理化学研究報告
The Harris science review of Doshisha University
56
3
開始ページ 133
終了ページ 139
刊行年月日 2015-10-31
内容記述 中和共沈法で調製した立方晶ZrO[2] 固溶体のナノ粒子粉体をAr中1598 K、 600 s、圧力50~60 MPaの条件でパルス通電加圧焼結(PECPS)して、10~30mol%のAl[2]O[3]と1.5 mol%のY[2]O[3]を含んだZrO[2]-Al[2]O[3]コンポジットセラミックス、即ち90~70mol% ZrO[2] (1.5mol% Y[2]O[3])-10~30mol% Al[2]O[3]組成のセラミックスを作製した。 Y[2]O[3]を添加した正方晶ZrO[2] ([ss])とα-Al[2]O[3]から構成された緻密なコンポジットセラミックスは、粒子径280~130 nmの結晶粒子から構成されていた。FE-SEMによる観察からその微細構造、即ち、正方晶ZrO[2]とα-Al[2]O[3]の結晶粒径、およびα-Al[2]O[3]粒子の分布は、α-Al[2]O[3]の含有量に大きく依存することが分かった。Al[2]O[3]含有量が最適組成の25mol%、相対密度が99.9%のコンポジットセラミックスで、極端に高い機械的特性である曲げ強度(σ[b]≥1 GPa)と強靱性([K][IC]≥15 MPa·m[1/2])が同時に達成された。この組成は熱間静水圧プレスで作製されたZrO[2](2~3mol%Y[2]O[3])-Al[2]O[3]セラミックスと同じ組成であった。
ZrO[2]-Al[2]O[3] composite ceramics containing 10~30 mol% Al[2]O[3] and 1.5 mol% Y[2]O[3], [i.e.], 90~70 mol% ZrO[2] (1.5 mol% Y[2]O[3])-10~30 mol% Al[2]O[3] ceramics, have been fabricated by pulsed electric-current pressure sintering (PECPS) of cubic ZrO[2] solid solution([ss]) nano-powders prepared via the neutralization co-precipitation method, at 1598 K for 600 s under 50~60 MPa in Ar. Y[2]O[3]-doped tetragonal-ZrO[2] ([ss])/α-Al[2]O[3] dense ceramics were composed of 280-130 nm grains. FE-SEM observation revealed that their microstructures, that is the grain sizes of both t-ZrO[2]([ss]) and α-Al[2]O[3], and the distribution of α-Al[2]O[3] grains, were much influenced by the content of α-Al[2]O[3]. The best mechanical properties of extreme high bending strength (σ[b] ≥ 1 GPa) and high fracture toughness ([K][IC] ≥ 15 MPa·m[1/2]) were attained simultaneously at the composition of 25 mol% Al[2]O[3] with a high relative density of 99.9%, as the same composition reported on the hot isostatic press (HIP) sintered ZrO[2] (2~3 mol%Y[2]O[3])-Al[2]O[3] composite ceramics.
注記 内容記述中の[i.e.][ss][K]は斜体文字、[1/2]は上付き文字、[2][3][IC][b]は下付き文字
主題 酸化ジルコニウム(ZrO2),Zirconium oxide (ZrO2)
酸化アルミニウム(Al2O3),aluminum oxide (Al2O3)
固溶体,solid solution
中和共沈法,neutralization co-precipitation method
パルス通電加圧焼結 (PECPS),pulsed electric-current pressure sintering (PECPS)
日本十進分類法 501.49
本文言語 English (英語)
カテゴリ 同志社大学ハリス理化学研究報告
掲載刊行物所蔵情報へのリンク https://doors.doshisha.ac.jp/opac/opac_link/bibid/SB12902196/?lang=0