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Transformation toughening in zirconium tantalum ceramics

Science China(Technological Sciences) 2022年第8期65卷 1772-1779页

作者： LI Cong TAN Dan LUO Cheng LUO JunHui CAO Ke YANG Li ZHOU YiChun School of Advanced Materials and Nanotechnology Xidian UniversityXi’an 710126China Frontier Research Center of Thin Films and Coatings for Device Applications Academy of Advanced Interdisciplinary ResearchXidian UniversityXi’an 710126China School of Materials Science and Engineering Xiangtan UniversityXiangtan 411105China

Toughness enhancement of zirconium tantalum ceramics is conducive to the new generation of thermal barrier coatings(TBCs).The phase transformation toughening mechanism of zirconium tantalum ceramics has been explored through the Vickers indentation of YTaO_(4) ceramic block,the phase transformation region is found near the indentation and the microcrack *** increased energy of stable phaseΔE_(M.M′)>0,and the volume expandedΔV≈1.9%,so,the phase transformation is a process of energy *** additional stressσa restraining the crack propagation was generated in the shielding area at the crack *** addition,combined with the toughening of ferroelastic domains switch,the traditional microcrack toughening,and crack propagation toughening,we summarized the toughening mechanism of YTaO_(4) ceramics with the increasing external load,which is followed by ferroelastic toughening,phase transformation,microcrack,and crack *** the perspective of toughening,we found that Z^(4+) doping in YTaO_(4) ceramics could broaden the phase transformation range in phase transformation toughening,significantly improve the toughness and reduce the generation of cracks in microcrack toughening and crack propagation ***,toughening mechanism of zirconium tantalum ceramics has important guiding significance for the service of TBCs.

关键词： transformation toughening crack tip YTaO_(4)ceramics toughening mode

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