Fracture toughness of hot pressed cordierite-SiC whisker ceramic composites contained up to 40vol.% SiC whiskers were determined by using the indentation crack length(IC), indentation strengthin-bending(IS), and single-edge notched-beam(SENB) methods. The results were compared to stress intensity factor, KB, at the crack branching boundary measured by using the mirror zone radius (MZ) method. IS method seems to provide a more reasonable estimation of fracture toughness than other methods for these composites.
WC-10wt%Co-Al2O3 ceramic composites, using both the SHS (Self-propagating High Temperature Synthesis) synthesized WC powder method and commercial WC powder, were prepared by varing WC-Co/Al2O3 vol% ratio and sintering temperature (1350℃∼1650℃) for 1 hr in Ar atmosphere. Mechanical characterization has been investigated by Instron meterial testing system and Vicker's hardness test. Compositional and structural chracterizations were carried out by energy-dispersive analysis of X-ray (EDAX) data and scanning electron microscope (SEM). Electrical characterization was carried out by the electrical resistivity measurement using 4-point probe method. As sintering period increased and Al2O3 contents decreased in WC-10wt%Co-Al2O3 ceramic composite, shrinkage and relative density increased, resulting in maximum values at 1600℃. Also the major matrix phase changed with increasing Al2O3 content from 0 to 100 vol%. It was also identified by SEM, EDAX, and electrical resistivity measurement. Based on the results of analysis of flexural strength, toughness and hardness, the mechanical properties of WC-10wt%Co-Al2O3 ceramic composites using the SHS synthesized WC powder were better than those WC-10wt%Co-Al2O3 ceramic composites using commercial WC powder because WC-10wt%Co-Al2O3 ceramic composites using the SHS synthesized WC powder were sintered very well due to small initial particle size. By the addition of 40 vol% Al2O3 [60(WC=10wt%Co)-40Al2O3], it was possible to obtain a proper candidate as a superalloy.
은 콜로이드 용액을 이용하여 은이 침적된 생체활성 세라믹 복합체를 제조하였다. 제조된 은 콜로이드 용액과 생체활성 세라믹 복합체의 물리적 특성은 각각 X-선 회절분석기, 라만분광기, 전자현미경으로 분석하였다. X-선 회절분석 자료에 의하면 은 나노입자의 표면에 염소이온이 화학적으로 결합한다는 사실을 알 수 있었다. 또한 전자현미경 분석에서는 은이 침적된 생체활성 세라믹 복합체의 표면에 염화은이 균일하게 분포하는 것을 알 수 있었다. 따라서 생체활성 세라믹 복합체 표면의 염화은이 생체활성 세라믹 복합체의 하이드록시아파타이트 형성을 강하게 방지한다는 사실을 확인할 수 있었다.
This study has been focused on properties of mirror surface grinding technology by ELID(Electrolytic In-process Dressing) for metal matrix ceramic composites using in high precision mirror for optics. The experimental studies have been carried out to get mirror surface by grinding for composites, Al-SiC, Al-graphite and Mg-SiC. Grinding process is carried out with varying abrasive mesh type, depth of cut and feed rate using diamond wheel. The machining result of the surface roughness and condition of ground surface, have been analyzed by use of surface roughness tester and SEM measurement system. ELID grinding technology could be applied successfully for the mirror-surface manufacturing processes in spite of ductility of metal matrix material. As the results of experiments, surface roughness of Al-SiC(45 wt%) has been the most superior in these experimental work-pieces as 0.021 ${\mu}m$ Ra.
While high-temperature ceramic composites consisting of carbides, borides, and nitrides, the so-called ultra-high-temperature ceramics (UHTCs), have been commonly produced through solid-state sintering, melt-solidification is an alternative method for their manufacture. As many UHTCs are binary or ternary eutectic systems, they can be melted and solidified at a relatively low temperature via a eutectic reaction. The microstructure of the eutectic composites is typically rod-like or lamellar, as determined by the volume fraction of the second phase. Directional solidification can help fabricate more sophisticated UHTCs with highly aligned textures. This review describes the fabrication of UHTCs through the eutectic reaction and explains their mechanical properties. The use of melt-solidification has been limited to small specimens; however, the recently developed laser technology can melt large-sized UHTCs, suggesting their potential for practical applications. An example of laser melt-solidification of a eutectic ceramic composite is demonstrated.
In order to investigate the toughening characteristic by microcrack formation in ceramic composites, $Al_2$O$_3$/(0~20)vol% YAG composites containing equiaxed second grains were fabricated using$ Al_2$$O_3$ during hot-pressing. AE(acoustic emission) measurements have been coupled with fracture toughness experiments of SENB method, to evaluate the microcrack formation and the improvement in fracture toughness of ceramic composites. Formation of microcrack was detected by Ae. The generation of AE events increased with increasing of load when load was applied at specimen. The AE events are generated mainly around at maximum load. Specially, the detected AE evetns of composites are many as compared with monolithic $Al_2$$O_3$. Fracture toughness of composites was improved than that of monolithic alumina. $Al_2$O$_3$/YAG composites exhibit main toughening effects by microcracking, results from mutual coalesence of microcracks being generated under applied load. However, there are few toughening mechanism like microcracking in monolithic alumina.
Effects of particle size, crystal structures and multilayer structures of $ATiO_3$, $ATa_2O_6$, $ANb_2O_6$, $AWO_4$, and $AMoO_4$ (A=Ni, Mg, Zn, Co) ceramic fillers on the dielectric properties of polystyrene (PS), polypropylene (PP) and polytetrafluoroethylene (PTFE) polymer matrices were investigated at microwave frequencies. The microwave dielectric properties of $ATiO_3$ (ilmenite), $ATa_2O_6$ (tri-rutile), $ANb_2O_6$ (columbite), AWO4 (wolframite), and AMoO4 (wolframite) ceramics were largely dependent on the structural characteristics of oxygen octahedra. The dielectric constant (K) of the composites was increased with the ceramic content. However, the dielectric loss (tan ${\delta}$) of the composites was affected by the type of ceramics and the crystallinity of polymers. For the composites with same amount of ceramics, the K was decreased and the tan ${\delta}$ was increased with the particle size of ceramics. Also, the dielectric properties of the composites were dependent on the multilayer structures with different arrangements. Several theoretical models have been employed to predict the effective dielectric properties of the composites. The frequency dependence of dielectric properties and the temperature coefficient of resonant frequency (TCF) of the composites were also discussed.
Choi, Ki-Beom;Kim, Jong-Young;Lee, Sung-Min;Lee, Kyu-Hyoung;Yoon, Dae Ho
한국세라믹학회지
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제54권3호
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pp.257-260
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2017
In this work, we present a facile one-pot synthesis of a multilayer-structured platy alumina/few-layer graphene nanocomposite by planetary milling and hot pressing. The sintered composites have electrical conductivity exhibiting percolation behavior (threshold ~ 0.75 vol.%), which is much lower than graphene oxide/ceramic composites (> 3.0 vol.%). The conductivity data are well-described by the percolation theory, and the fitted exponent values are estimated to be 1.65 and 0.93 for t and q, respectively. The t and q values show conduction mechanisms intermediate between 2D- and 3D, which originates from quantum tunneling between nearest neighbored graphenes.
The tension behavior of Nicalon/CAS glass-ceramic matrix composites was investigated. Infrared (IR) thermography was employed for two different types of $Nicalon^{TM}/CAS$ composites, i.e., cross-ply and unidirectional specimens. During tensile testing, an IR camera was used for in-situ monitoring of progressive damages of $Nicalon^{TM}/CAS$ samples. The IR camera provided the temperature changes during tensile testing. Microstructural characterization using scanning electron microscopy (SEM) was performed to investigate the fracture mechanisms of $Nicalon^{TM}/CAS$ composites. In this investigation, the thermographic NDE technique was used to facilitate a better understanding of the fracture mechanisms of the $Nicalon^{TM}/CAS$ composites during tensile testing.
Calcium phosphate ceramic composites, consisting of hydroxyapatite(HA) and tricalcium phosphate (TCP), were fabricated by solid state sintering in order to investigate the effect of their initial compositions on microstructural evolutions and biocompatibility. All the sintered calcium phosphate ceramics exhibited almost full densification, while the grain growth of the composites increased with an increasing TCP content in the green body. The TCP phase transformed into a Ca-deficient HA phase during sintering via the diffusion of calcium ions from the HA phase into the TCP phase. The phases formed in the composites significantly affected the biocompatibility of the composites. The HA-matrix ceramic composites with TCP had a better cellular response than the pure HA ceramics, presumably due to the newly formed Ca-deficient HA.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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