0026209 - ÚFM 2006 RIV JP eng J - Journal Article
Dericioglu, A. F. - Boccaccini, A. R. - Dlouhý, Ivo - Kagawa, Y.
Effect of Chemical Composition on the Optical Properties and Fracture Toughness of Transparent Magnesium Aluminate Spinel Cerami.
[Vliv chemického složení na optické vlastnosti a lomovou houževnatost spinelu na bázi oxidů hořečnatého a hlinitého.]
Materials Transactions. Roč. 46, č. 5 (2005), s. 996-1003. ISSN 1345-9678. E-ISSN 1347-5320
R&D Projects: GA AV ČR(CZ) IAA2041003
Institutional research plan: CEZ:AV0Z2041904; CEZ:AV0Z20410507
Keywords : MgAl2O4 spinel * optical properties * fracture toughness
Subject RIV: JH - Ceramics, Fire-Resistant Materials and Glass
Impact factor: 1.103, year: 2005

Transparent magnesium aluminate spinel ceramics were fabricated by two stage consolidation process composed of hot-pressing and hot isostatic pressing starting from commercially available powders. Light reflection and transmission behaviors of fabricated ceramics were determined in the UV/visible and near-IR wavelength regions. The ceramic with a MgO to Al2O3 molar ratio of 1:1.5 revealed a relatively poor optical transparency due to pronounced light scattering at the microcracked grain boundaries. The other compositions revealed a high degree of transparency. The effect of chemical composition on fracture toughness of spinel was investigated by indentation and chevron notch fracture toughness measurement techniques. It was found that grain boundary microcracking was decisive in determining the fracture toughness of the fabricated spinel ceramics. The spinel with a MgO to Al2O3 molar ratio of 1:2 revealed the highest plain strain fracture toughness with a mean value of 2.02 MPa.m1/2.

Transparentní keramika na bázi oxidů hořečnatého a hlinitého byla vyrobena dvoustupňovým zhutňovacím procesem sestávajícím z lisování za tepla a isostatického lisování za tepla komerčně dostupných prášků MgO a Al2O3. Chování vyrobených spinelových keramik při průchodu a odrazu světla bylo určováno ve viditelné části spektra a v oblasti IR vlnových délek. Keramika s obsahem MgO a Al2O3 v molárním poměru 1:1,5 vykázala relativně slabou průchodnost v důsledku zvýšeného rozptylu světla na hranicích zrn s mikrotrhlinami. Ostatní složení vykázala vysokou transparentnost. Byl rovněž sledován vliv chemického složení na lomovou houževnatost. K těmto účelům byla použita indentační technika a metoda měření lomové houževnatosti za použití vzorku s vrubem chevron. Pro výsledné hodnoty houževnatosti je rozhodující vznik mikrotrhlin na hranicích zrn. Spinelová keramika s obsahem MgO a Al2O3 v molárním poměru 1:2 vykázala největší hodnoty houževnatosti se střední hodnotu 2,02 MPa.m1/2.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0116493