The influence of thermal treatment on phase development in ZrO2–Fe2O3 and HfO2–Fe2O3 systems

Štefanić, Goran; Gržeta, Biserka; Nomura, Kiyoshi; Trojko, Rudolf; Musić, Svetozar

doi:10.1016/s0925-8388(01)01401-3

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“…High temperature polymorphs of ZrO 2 become stable at above 1170 • C (t-ZrO 2 ) and 2300 • C (c-ZrO 2 ), whereas the stabilization of t-and cHfO 2 requires considerably higher temperatures, 1720 and 2600 • C, respectively. For that reason, metastable tetragonal or cubic polymorphs of hafnia are less often present in crystallization products, compared with the products of zirconia [16,17], which enables a better insight into the mechanism of hydrothermal crystallization.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The crystallization process of HfO2 and ZrO2 under hydrothermal conditions

Štefanić

Musić

Molčanov

2005

Journal of Alloys and Compounds

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The crystallization process of HfO2 and ZrO2 under hydrothermal conditions

Štefanić

Musić

Molčanov

2005

Journal of Alloys and Compounds

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“…Estos resultados indican que la solubilidad del titanio aumenta considerablemente en presencia del hierro, lo que es consistente con el aumento sustancial de la densificación y de la velocidad de deformación plástica de la alúmina codopada, respecto de la que presenta con cada uno de los óxidos de forma individual (8,18). Por otra parte, tanto el hierro como el titanio tienen una alta solubilidad en la circona (19,20), que también mejoran su densificación. Por tanto, es plausible suponer que el efecto del dopado es aumentar la cinética de difusión en el material, permitiendo temperaturas de sinterización más bajas, mientras que el crecimiento de grano queda restringido por la fase de circona, resultando una microestructura homogénea y de tamaño de grano pequeño.…”

Section: Tabla I Densidades Y Valores Medios Del Tamaño De Los Granosunclassified

Microestructura de Al2O3/TZP codopado con Fe2O3 y TiO2 fabricado por reacción (RBAO)

Morales¹,

Bravo²,

Domínguez³

et al. 2003

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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Se han fabricado compuestos de 80% vol. Al 2 O 3 /TZP (ZrO 2 estabilizada con 2% mol Y 2 O 3 ) codopados con 1% vol. Fe 2 O 3 y 1% vol. TiO 2 mediante la tecnología RBAO ("Reaction Bonding of Aluminum Oxide"), que se han sinterizado libremente (1450 ºC, 60 min) y bajo carga uniaxial (20 MPa, 1200 ºC, 60 min). Se ha caracterizado la microestructura mediante microscopía electrónica de barrido. Ambos materiales son densos con una microestructura homogénea formada por granos de alúmina y de circona, sin fases en juntas de grano. En el caso de la sinterización bajo carga, la distribución del tamaño de los poros es muy estrecha, y esencialmente menor que las correspondientes a los granos de Al 2 O 3 y TZP. El codopado promueve la sinterización de la alúmina, mientras que los granos dispersos de circona inhiben su crecimiento de grano. Los ensayos preliminares de flexión en cuatro puntos realizados sobre los materiales sinterizados sin carga indican una resistencia a la fractura superior a la que presentan los compuestos fabricados convencionalmente. Reaction-bonded 80 vol% Al 2 O 3 /TZP (2 mol% Y 2 O 3 -stabilized tetragonal zirconia polycrystals) composites co-doped with 1 vol% Fe 2 O 3 and 1 vol% TiO 2 have been produced, and then presureless sintered (1450 ºC, 60 min) or sinter-forged (20 MPa, 1200 ºC, 60 min). The resulting microstructures have been characterized using scanning electron microscopy. Both types of materials are dense, with a fine and homogeneous dual microstructure consisting of Al 2 O 3 and TZP grains without intermediate grain boundary phases. Sinter-forged composites exhibit a very narrow pore size distribution, essentially smaller than the grain size of the alumina and zirconia phases. Co-doping promotes the sintering of alumina at lower temperatures, while still retains a fine grain size due to the presence of the dispersed zirconia phase. First results on presureless sintered RBAO materials show a fracture strength higher than in conventionally sintered and sinter-forged composites. Keywords INTRODUCCIÓNDesde hace dos décadas, los materiales cerámicos están experimentando un gran auge como candidatos idóneos para un amplio abanico de aplicaciones estructurales, debido a que son generalmente más duros, resistentes y ligeros que los metales. Además, son capaces de mantener una elevada resistencia a la deformación a altas temperaturas, incluso en ambientes agresivos. Sin embargo, las potenciales aplicaciones de los materiales cerámicos están condicionadas por su fragilidad, que da lugar a fracturas catastróficas repentinas y a una baja resistencia a los choques térmicos.Este pobre comportamiento mecánico se debe frecuentemente a los defectos internos introducidos durante el procesado, que provienen de inhomogeneidades (aglomerados, inclusiones orgánicas, etc.) presentes en el material en verde. Para minimizar la introducción y/o propagación de estos defectos, se han desarrollado en los últimos años diversas estrategias y técnicas de fabricación específicas de materiales cerámicos (1). Para los c...

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“…Most of the later investigations neglected the effect of impurities and explained the observed polymorphous transformation of zirconia simply in terms of surface energy changes [8]. Among several methods of preparations, high-energy ball milling is a very easy solid-state processing technique for addition of Fe 2 þ and/or Fe 3 þ cations in the zirconia lattice for exhibiting new and unusual properties [14][15][16]. Murase and Kato [17] examined the conversion of t-ZrO 2 to m-ZrO 2 during the ball milling in different atmospheres and found out that the absence of oxygen or water has significantly increased the stability of a metastable t-ZrO 2 .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Stefanic et al [19] found that the solubility limit of the Fe 3 þ cations into the zirconia decreases with increasing calcinations temperatures, inducing Fe 3 þ cations to segregate out of zirconia and form a α-Fe 2 O 3 phase containing probably some Zr 4 þ cations [14].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…(i) for m-ZrO 2 (monoclinic, ICDD PDF # 01-083-0938), the space group was taken as P2 1 /c(14), with respectively, Zr, O I and O II atoms in general Wyckoff positions (4e) having different x, y and z values for different atoms. (ii) for t-Zr 0.963 Y 0.037 O 1.982 (tetragonal, ICDD PDF # 01-083-0113), the space group was taken as P4 2 /nmc (1 3 7), with O atom in general Wyckoff positions (4d) and both Zr and Y atoms in special Wyckoff positions (2b).…”

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confidence: 99%

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