Fabrication of bulk nanocrystalline alumina-zirconia materials

0309012 - ÚFP 2009 RIV GB eng J - Journal Article
Chráska, Tomáš - Neufuss, Karel - Dubský, Jiří - Ctibor, Pavel - Rohan, Pavel
Fabrication of bulk nanocrystalline alumina-zirconia materials.
[Příprava třírozměrných nanokrystalických materiálů na bázi Al2O3-ZrO2.]
Ceramics International. Roč. 34, č. 5 (2008), s. 1229-1236. ISSN 0272-8842. E-ISSN 1873-3956
R&D Projects: GA ČR GP106/04/P012
Institutional research plan: CEZ:AV0Z20430508
Keywords : nanocrystalline composites * wear resistance * ceramics
Subject RIV: JH - Ceramics, Fire-Resistant Materials and Glass
Impact factor: 1.369, year: 2008

Eutectic mixtures of alumina and zirconia have been successfully transformed to thick amorphous coatings and free standing parts by plasma spraying. The as-sprayed material has very low open porosity and crystallizes when heated above 950ºC. Short annealing times at the crystallization temperature result in the formation of a very fine microstructure throughout the sample volume with average grain size below 15 nanometers. The fine nanocomposite structure was confirmed by transmission electron microscopy. High hardness and abrasion resistance of the as-sprayed materials are significantly improved upon annealing due to the nanocomposite structure, which makes the bulk nanocrystalline ceramic material attractive.

Eutektické směsy obsahující Al2O3 a ZrO2 v práškové formě byly úspěšně transformovány pomocí plazmového stříkání na tlusté amorfní nástřiky nebo samonosné prvky. Nastříkaný materiál vykazuje velmi nízkou otevřenou pórovitost a krystalizuje při zahřátí nad 950ºC. Krátká žíhání na krystalizační teplotě způsobí vznik velmi jemné mikrostruktury s průměrnou velikostí zrna pod 15 nanometrů a to v celém objemu vzorku. Velmi jemná mikrostruktura byla potvrzena s pomocí transmisního elektronového mikroskopu. Vysoká tvrdost a abrazivní odolnost u nastříkaných materiálů je dále zvýšena díky jemné nanokompozitní struktuře materiálu po vyžíhání.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0161276