Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2018, выпуск 3 » Статья стр. 402
<<<>>>
Сверхбыстрое спекание оксидных керамических материалов при микроволновом нагреве
DOI: 10.21883/JTF.2018.03.45598.2398
Переводная версия: 10.1134/S1063784218030052
Быков Ю.В.1, Егоров С.В.1, Еремеев А.Г.1, Плотников И.В.1, Рыбаков К.И.1,2, Сорокин А.А.1, Холопцев В.В.1
1Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
2Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
Email: rybakov@appl.sci-nnov.ru
Поступила в редакцию: 23 июня 2017 г.
Выставление онлайн: 17 февраля 2018 г.
PDF версия
Представлены результаты исследования эффекта сверхбыстрого спекания, наблюдающегося при нагреве компактированных порошковых материалов интенсивным микроволновым излучением. Образцы керамических материалов Y2O3, MgAl2O4 и Yb:(LaO)2O3 были спечены до плотности более 98-99% от теоретического значения за время 0.5-5 min без изотермической выдержки. При этом удельная мощность микроволнового излучения, поглощаемая в объеме образцов, составляла 20-400 W/cm3. На основании анализа экспериментальных данных (мощность микроволнового излучения, скорости нагрева и остывания) и исследований микроструктуры полученных материалов предложен механизм сверхбыстрого спекания, основанный на развитии тепловой неустойчивости и размягчении (плавлении) границ зерен. Предложенный механизм объясняет также эффект сверхбыстрого спекания (flash sintering), наблюдаемый при приложении к образцам постоянного или низкочастотного переменного напряжения. Применение микроволнового нагрева позволяет реализовать процессы сверхбыстрого спекания без необходимости использования электродов для обеспечения энерговклада в спекаемые изделия. DOI: 10.21883/JTF.2018.03.45598.2398
  1. Munir Z.A., Quach D.V., Ohyanagi M. // J. Am. Ceram. Soc. 2011. Vol. 94. P. 1--19
  2. Raj R., Cologna M., Francis J.S.C. // J. Am. Ceram. Soc. 2011. Vol. 94. P. 1941--1965
  3. Guillon O., Gonzales-Julian J., Dargatz B., Kessel T., Schierning G., Rathel J., Herrmann M. // Adv. Eng. Mater. 2014. Vol. 16. P. 830--849
  4. Cologna M., Prette A.L.G., Raj R. // J. Am. Ceram. Soc. 2011. Vol. 94. P. 316--319
  5. Yu M., Grasso S., McKinnon R., Saunders Th., Reece M. J. // Advances in Appl. Ceramics. 2017. Vol. 116. P. 24--60
  6. Фок В.А. // Труды ЛФТИ. 1928. Т. 5. С. 52
  7. Raj R. // J. Eur. Ceram. Soc. 2012. Vol. 32. P. 2293--2301
  8. Roussy G., Bennani A., Thiebaut J.M. // J. Appl. Phys. 1987. Vol. 62. P. 1167--1170
  9. Bykov Y.V., Rybakov K.I., Semenov V.E. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. Vol. 34. P. R55--R75
  10. Semenov V. E., Zharova N. A. // Advances in Microwave and Radio Frequency Processing (Proc. 8th International Conference on Microwave and High-Frequency Heating) / Ed. by M. Willert-Porada. Berlin: Springer, 2006. P. 482--490
  11. Bykov Yu., Eremeev A., Glyavin M., Kholoptsev V., Luchinin A., Plotnikov I., Denisov G., Bogdashev A., Kalynova G., Semenov V., Zharova N. // IEEE Trans. Plasma. Sci. 2004. Vol. 32. P. 67--72
  12. Kremer F., Izatt J.R. // Int. J. Infrared Milli. Waves. 1981. Vol. 2. P. 675--694
  13. Kimrey H.D., Janney M.A. // Microwave Processing of Materials (Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 124) / Ed. by W.H. Sutton, M.H. Brooks, I.J. Chabinsky. Pittsburgh: Materials Research Society, 1988. P. 367--372
  14. Джексон Дж. Классическая электродинамика. М.: Мир, 1965
  15. Bykov Yu.V., Egorov S.V., Eremeev A.G., Kholoptsev V.V., Rybakov K.I., Sorokin A.A. // J. Am. Ceram. Soc. 2015. Vol. 96. P. 3518--3524
  16. Bykov Yu.V., Egorov S.V., Eremeev A.G., Kholoptsev V.V., Plotnikov I.V., Rybakov K.I., Sorokin A.A. // Materials. 2016. Vol. 9. P. 684
  17. Li J.-G., Ikegami T., Lee J.-H., Mori T. // J. Am. Ceram. Soc. 2000. Vol. 83. P. 2866--2868
  18. Hao Q., Li W., Zeng H., Yang Q., Dou Ch., Zhou H., Lu W. // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 92. P. 211106
  19. German R.M. Sintering Theory and Practice. N.Y.: Wiley, 1996
  20. Kochawattana S., Stevenson A., Lee S.-H., Ramirez M., Gopalan V., Dumm J., Castillo V.K., Quarles G.J., Messing. G.L. // J. Eur. Ceram. Soc. 2008. Vol. 28. P. 1527--1534
  21. Johnson D.L. // J. Am. Ceram. Soc. 1991. Vol. 74. P. 849--850
  22. Broughton J.O., Gilmer G.M. // J. Phys. Chem. 1987. Vol. 91. P. 6347--6359
  23. Raj R. // J. Am. Ceram. Soc. 2016. Vol. 99. P. 3226--3232

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme