Study of the gas inclusions in Al2O3/Y3Al5O12 and Al2O3/Y3Al5O12/ZrO2 eutectic fibers grown by laser floating zone

Oliete, Patricia B.; Peña, José

doi:10.1016/j.jcrysgro.2007.02.042

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“…V is the scanning rate, R is the solidification rate, and X is the scanning direction. Moreover, the elimination of the cracks due to rapid cooling or residual stress and gas porosity introduced during the melting process are the key of influencing the ceramic melt preparation [34]. Specially, the thermal residual stresses produced during cooling due to mismatch of thermal expansion coefficients of the eutectic phases often cause sample cracking, importantly affecting the forming quality.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Directional solidification and microstructural development of Al2O3/GdAlO3 eutectic ceramic in situ composite under rapid growth conditions

Zhang

et al. 2011

Journal of Alloys and Compounds

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Directional solidification and microstructural development of Al2O3/GdAlO3 eutectic ceramic in situ composite under rapid growth conditions

Zhang

et al. 2011

Journal of Alloys and Compounds

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“…Según esta ecuación, la diferencia de temperatura entre la superficie y el centro es: [8] con Los valores típicos del radio de curvatura se encuentran entre 3 y 10 veces el radio del cilindro (1). En la figura 3a se muestran los frentes de solidificación obtenidos experimentalmente para diferentes condiciones de procesado.…”

Section: Perfil Del Frente De Solidificaciónunclassified

“…Las velocidades de crecimiento más lentas suponen una mayor curvatura en el frente de solidificación debido a que aumentan los gradientes axiales y radiales, en concordancia de lo predicho por Young y Chait (15). Para la velocidad de 10 mm/h el valor de a es de aproximadamente 3, que corresponde a una diferencia de temperatura entre el interior del cilindro y el exterior, según la ecuación [8], de ΔT = T ext -T int = 120 o C, mayor y de distinto signo que el predicho por el modelo térmico. Este modelo no puede dar cuenta de la forma del frente de solidificación ya que no tiene en cuenta el transporte de calor debido a los movimientos del fluido en la zona fundida.…”

Section: Perfil Del Frente De Solidificaciónunclassified

“…Otros aspectos que deben ser tenidos en cuenta durante el crecimiento son los necesarios para conseguir una microestructura homogénea (7), para reducir la presencia de poros (8) o para evitar el agrietamiento (4). En este artículo se discute este último punto a partir de las relaciones entre los gradientes térmicos, el diámetro de las barras, y las tensiones térmicas generadas en ellas.…”

Section: Introductionunclassified

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Efectos térmicos inducidos durante el crecimiento del compuesto eutéctico Al2O3-ZrO2 (Y2O3) por fusión zonal con láser

Ester¹,

Sola²,

Peña³

2008

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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En este artículo se describen las tensiones térmicas generadas durante el enfriamiento de barras eutécticas de Al 2 O 3 /zrO 2 (Y 2 O 3 ) crecidas por fusión zonal con láser. Se ha calculado el diámetro máximo con el que se pueden crecer las barras sin que se agrieten por los elevados gradientes térmicos presentes durante el crecimiento, siendo este diámetro de 1.2 mm. De forma experimental se ha determinado que, para bajas velocidades de crecimiento (20 mm/h), se pueden obtener barras libres de grietas con diámetros inferiores a 1.3 mm. Este trabajo completa uno anterior en el que se describía la estabilidad de la zona fundida durante el crecimiento de estos materiales. INTRODUCCIóNLa fabricación de materiales cerámicos y vítreos en forma de fibra tiene especial interés debido a que, por su geometría, sus propiedades físicas y su comportamiento mecánico pueden aproximarse a los máximos. Uno de los métodos que presenta más ventajas para el crecimiento de fibras es el llamado crecimiento por fusión con zona flotante asistida por láser (FzL). Este método es una variante del método Czochralski pero al no estar el fundido contenido en ningún crisol, sino suspendido por tensión superficial entre dos sólidos, es posible sintetizar materiales con puntos de fusión elevados y con un bajo nivel de impurezas. Esta ventaja y otras, como la pequeña cantidad de material utilizado o la posibilidad de aplicar altas velocidades de crecimiento, hacen que la técnica de FzL sea muy adecuada para el crecimiento de fibras que puedan ser utilizadas directamente en aplicaciones (sensores, guías de luz, fibra láser) y también como método de síntesis para explorar nuevos materiales y sus propiedades.La simulación teórica del crecimiento cristalino a partir del fundido se ha aplicado a numerosas técnicas: Czochralski, zona flotante, solidificación direccional (1,2). Estos estudios han llevado al desarrollo de modelos computacionales que describen numerosos aspectos del crecimiento como la distribución de impurezas, distribución de temperaturas, formación de defectos o desestabilización morfológica (3,4,5). Junto a éstos se han desarrollado modelos analíticos sencillos que, aunque menos completos que los anteriores, describen correctamente las tendencias de muchos de los parámetros relevantes (radio crítico, umbral de velocidad de solidificación, gradiente) que intervienen en los procesos de optimización y tienen la ventaja de ser prácticos, simples y aplicables rápidamente.En un artículo anterior (6) presentábamos un análisis del crecimiento por FzL de cilindros de composición eutéctica Al 2 O 3 /zrO 2 (3Y 2 O 3 ). En dicho trabajo se calculaba la distribución de temperaturas en el cilindro y se discutían las condiciones de estabilidad de la zona fundida. La inestabilidad de la zona se manifiesta en la falta de control de la geometría del cilindro solidificado, en forma de inhomogeneidades en el diámetro, o incluso en la separación de la zona fundida en dos semiesferas.Otros aspectos que deben ser tenidos en cuenta durante el crecimient...

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“…The phenomenon of pore formation during directional solidification of a gas-saturated melt has been examined in a variety of materials through different processing techniques [1][2][3]. While early studies of pore formation focused primarily on the detrimental aspects of porosity in metal castings, more recent investigations have regarded this phenomenon as useful in the production of porous materials, which are highly regarded for their enhanced mechanical, thermal, and acoustic properties [4][5][6].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effect of step-wise change in processing pressure on isolated pore growth during controlled directional solidification in small channels

Cox

Anilkumar

Grugel

et al. 2009

Journal of Crystal Growth

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Study of the gas inclusions in Al2O3/Y3Al5O12 and Al2O3/Y3Al5O12/ZrO2 eutectic fibers grown by laser floating zone

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Directional solidification and microstructural development of Al2O3/GdAlO3 eutectic ceramic in situ composite under rapid growth conditions

Directional solidification and microstructural development of Al2O3/GdAlO3 eutectic ceramic in situ composite under rapid growth conditions

Efectos térmicos inducidos durante el crecimiento del compuesto eutéctico Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-ZrO<sub>2</sub> (Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) por fusión zonal con láser

Effect of step-wise change in processing pressure on isolated pore growth during controlled directional solidification in small channels

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