Effects of carbon and oxygen on the spark plasma sintering additive-free densification and on the mechanical properties of nanostructured SiC ceramics
| Autor: | Gilbert Fantozzi, Frédéric Bernard, Yves Jorand, B. Lanfant, Yann Leconte, Vincent Garnier, Nathalie Herlin-Boime, Mathieu Pinault, S. Le Gallet, G. Bonnefont |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Laboratoire Edifices Nanométriques ( LEDNA ), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) ( NIMBE UMR 3685 ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Rayonnement Matière de Saclay ( IRAMIS ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Rayonnement Matière de Saclay ( IRAMIS ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay, Matériaux, ingénierie et science [Villeurbanne] ( MATEIS ), Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées de Lyon ( INSA Lyon ), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne ( LICB ), Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux, ingénierie et science [Villeurbanne] (MATEIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (LICB), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2015 |
| Předmět: |
Materials science
Sintering Spark plasma sintering Silicon carbide Nanostructured materials Laser pyrolysis Spark plasma sintering [ CHIM ] Chemical Sciences Grain size Carbide chemistry.chemical_compound Grain growth chemistry Impurity visual_art Materials Chemistry Ceramics and Composites Silicon carbide visual_art.visual_art_medium [CHIM]Chemical Sciences Ceramic Composite material |
| Zdroj: | Journal of the European Ceramic Society Journal of the European Ceramic Society, Elsevier, 2015, 35 (13), pp.3369-3379. 〈10.1016/j.jeurceramsoc.2015.05.014〉 Journal of the European Ceramic Society, Elsevier, 2015, 35 (13), pp.3369-3379. ⟨10.1016/j.jeurceramsoc.2015.05.014⟩ Journal of the European Ceramic Society, 2015, 35 (13), pp.3369-3379. ⟨10.1016/j.jeurceramsoc.2015.05.014⟩ |
| ISSN: | 0955-2219 |
| Popis: | International audience; Oxygen impurity in SiC nanopowders induces grain growth and porous structure by reacting with SiC upon sintering. As this impurity cannot be avoided in such high specific surface materials, it is interesting to study the parameters that influence its reaction with SiC. Free C is another impurity frequently encountered in carbide materials that influences sintering and mechanical properties. In this context, β-SiC nanopowders were synthesized with controlled composition by laser pyrolysis in order to tune free C and O contents after air exposure. In spite of the absence of sintering additives, high densification (95.6%, grain size below 100 nm) and interesting mechanical properties were obtained (hardness 2150 Hv, toughness 3 MPa m1/2). The influence of SPS parameters on the progression of SiC/C/O reactions was successfully highlighted. The presence of free C, while presenting the advantage of limiting grain growth, tends to impede densification and degrade mechanical properties. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|
Full Text from ScienceDirect