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Gas-discharge induced flash sintering of YSZ ceramics at room temperature

Journal of Advanced Ceramics 2022年第4期11卷 603-614页

作者： Yuchen ZHU Hongyang ZHOU Rongxia HUANG Nianping YAN Xilin WANG Guanghua LIU Zhidong JIA Engineering Laboratory of Power Equipment Reliability in Complicated Coastal Environments Tsinghua Shenzhen International Graduate SchoolTsinghua UniversityShenzhen 518055China School of Electromechanical Engineering Guangdong University of TechnologyGuangzhou 510006China State Grade Jiangxi Electric Power Research Institute Nanchang 330000China State Key Laboratory of New Ceramics and Fine Processing Tsinghua University School of Materials Science and TechnologyTsinghua UniversityBeijing 100084China

This is the first study to conduct the flash sintering of 3 mol%yttria-stabilized zirconia(3YSZ)ceramics at room temperature(25℃)under a strong electric field,larger than 1 kV/*** the standard atmospheric pressure(101 kPa),the probability of successful sintering is approximately half of that at low atmospheric pressure,lower than 80 *** success of the proposed flash sintering process was determined based on the high electric arc performance at different atmospheric pressures ranging from 20 to 100 *** 3YSZ samples achieved a maximum relative density of 99.5%with a grain size of~200 *** results showed that as the atmospheric pressure decreases,the onset electric field of flash sintering decreases,corresponding to the empirical formula of the flashover ***,flash sintering was found to be triggered by the surface flashover of ceramic samples,and the electric arc on the sample surfaces floated upward before complete flash sintering at overly high pressures,resulting in the failure of flash *** study reveals a new method for the facile preparation of flash-sintered ceramics at room temperature,which will promote the application of flash sintering in the ceramic industry.

关键词： flash sintering yttria-stabilized zirconia(YSZ) room temperature flashover ac field low atmospheric pressure

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