Rapid synthesis of zirconium titanate by reactive flash sintering

材料科学 烧结 锆 退火(玻璃) 陶瓷 同质性(统计学) 闪光灯(摄影) 化学工程 钛酸酯 氧化物 钛 冶金 矿物学 钛酸锶 相对密度 相(物质) 复合材料 相变 金红石 晶格常数 分析化学(期刊) 电流密度 多孔性 制作 离子 锐钛矿 氧化钛
作者
Pranav Rai,Kundan Kumar Yadav,Devinder Yadav
出处
期刊:Journal of the American Ceramic Society [Wiley]
卷期号:109 (1) 被引量:4
标识
DOI:10.1111/jace.70506
摘要

Abstract Zirconium titanate (ZrTiO 4 ) is a technologically important ceramic that is difficult to synthesize by conventional sintering, typically requiring several hours of heat treatment at temperatures around 1500°C. It undergoes a sluggish order–disorder transition near 1125°C. At low temperatures, Zr 4+ and Ti 4+ ions occupy ordered lattice sites, whereas heating above 1200°C causes these cations to exchange positions randomly, transforming the material into a disordered, symmetric phase. Although the disordered phase is stable above 1200°C, achieving homogeneity at lower temperatures requires prolonged or repeated annealing treatments. Here, we demonstrate that zirconium titanate can be rapidly synthesized by reactive flash sintering (RFS), in which mixed oxide powders simultaneously densify and react to form a single phase within 30 s at a furnace temperature of 800°C. Experiments were carried out at nominal current densities of 60, 100, and 140 mA/mm 2 . Unlike conventional flash sintering, which typically occurs in stage II near the flash onset, sintering in this case initiated in stage III, followed by the formation of the ZrTiO 4 phase. This phase formation was accompanied by a measurable volume expansion. By carefully controlling furnace temperature, current density, and hold time, two distinct phases—ZrTiO 4 and Zr 5 Ti 7 O 24 —were successfully stabilized. In summary, dense ZrTiO 4 with ∼95% relative density and a hardness of ∼11 GPa was obtained by optimizing the electrical parameters. Rapid cooling of the specimen immediately after flash termination effectively suppressed the order–disorder transition. A small amount of residual TiO 2 remained due to the use of an equivolumetric initial powder mixture.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
lishaokun查文献完成签到 ,获得积分10
1秒前
ZhangTudoist完成签到,获得积分10
1秒前
等待八宝粥完成签到,获得积分10
1秒前
Orange的应助被weie采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
孜孜完成签到,获得积分10
1秒前
奕苼完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
grmqgq完成签到,获得积分10
2秒前
XCYIN完成签到,获得积分0
2秒前
3秒前
星光不负赶路人完成签到,获得积分10
3秒前
ccsqm完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
Spirit丶Fz完成签到,获得积分10
4秒前
尊敬冷梅完成签到,获得积分10
5秒前
某某完成签到,获得积分10
6秒前
赫连人杰完成签到,获得积分10
6秒前
轻松诗兰发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
缥缈谷冬完成签到,获得积分10
7秒前
无机盐完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
斑马发布了新的文献求助10
7秒前
heiyi完成签到,获得积分10
7秒前
Spirit丶Fz发布了新的文献求助10
7秒前
是谁还没睡完成签到 ,获得积分10
8秒前
缥缈凡旋完成签到,获得积分10
8秒前
巴豆醇发布了新的文献求助10
8秒前
嘉月拾完成签到,获得积分10
9秒前
111发布了新的文献求助10
9秒前
聪明梦琪完成签到,获得积分10
9秒前
lilili的应助被Yik采纳,获得10
9秒前
Yyyyy发布了新的文献求助10
10秒前
wuyi完成签到,获得积分10
11秒前
乐乐的应助被ZZL采纳,获得10
11秒前
MA完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8142768
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9542363
关于积分的说明 21650439
捐赠科研通 7727757
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421718
关于科研通互助平台的介绍 2547151
邀请新用户注册赠送积分活动 2464472