Direct ink writing and pressureless spark plasma sintering of ultra-high temperature ceramics for the production of complex parts with internal microchannels

材料科学 放电等离子烧结 陶瓷 缩进 制作 复合材料 断裂韧性 韧性 烧结 维氏硬度试验 热的 弹性模量 模数 航空航天 无压烧结 同质性(统计学) SPARK(编程语言) 绿色车身 铍 沉积(地质) 溅射 热等静压 压痕硬度 冶金 溅射沉积
作者
Florencia M. Nogales,Ángel L. Ortiz,Pedro Miranda
出处
期刊:Journal of The European Ceramic Society [Elsevier BV]
卷期号:46 (9): 118236-118236 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2026.118236
摘要

A novel manufacturing route combining direct ink writing (DIW) with pressureless spark plasma sintering (SPS) has been developed to produce dense ultrahigh temperature ceramics (UHTC) components of TiB 2 , ZrB 2 , and ZrC incorporating internal microchannels, using 20 vol% MoSi 2 as additive. It is shown that the production of microchanneled parts requires careful control of the printing and drying conditions to prevent cracking. Inks formulated with carboxymethyl-cellulose as binder proved advantageous as they enabled deposition under humid air conditions followed by freeze‑drying. Results show that, among the three UHTC compositions investigated, TiB 2 exhibited optimal sinterability, achieving full densification (>97%) at 1650 °C, whereas ZrB₂ required slightly higher temperatures (1750 °C) and ZrC reached comparable densification only after significantly increasing both the temperature (up to 1950 °C) and the MoSi₂ content (to 25 vol%). Vickers indentation tests yielded hardness and toughness values consistent with literature reports, with TiB₂–MoSi₂ showing the best overall performance (hardness 26 ± 1 GPa; indentation toughness 7 ± 1 MPa·m 1/2 ). This, together with its superior sinterability, lightweightness and higher thermal conductivity, make this UHTC a highly promising candidate for aerospace applications in which the material requires active cooling to survive extreme temperature and environmental conditions. Nevertheless, ZrB₂ and ZrC may offer advantages in terms of oxidation resistance, elastic modulus and/or strength. The successful fabrication of dense parts of arbitrary shape based on TiB 2 , ZrB 2 , and ZrC demonstrates the robustness and versatility of the proposed manufacturing route for producing UHTC-based complex structural elements or devices.
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
万能图书馆的应助被康神采纳,获得10
刚刚
刚刚
yjzzz发布了新的文献求助10
刚刚
hhh发布了新的文献求助10
2秒前
echo完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
无花果的应助被小何采纳,获得10
4秒前
王壕完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
Panpan发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
yy发布了新的文献求助30
5秒前
yy发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
北海_hello完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
小胡完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
向北发布了新的文献求助10
9秒前
yy发布了新的文献求助10
9秒前
yy发布了新的文献求助10
9秒前
yyyyy发布了新的文献求助10
9秒前
平常心发布了新的文献求助10
9秒前
朱占江完成签到,获得积分10
10秒前
乐观哑铃完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
难过早晨完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
orixero的应助被Panpan采纳,获得10
11秒前
somous完成签到,获得积分10
11秒前
yy发布了新的文献求助10
12秒前
yy发布了新的文献求助10
12秒前
wztin发布了新的文献求助10
12秒前
Orange的应助被罗远远采纳,获得10
12秒前
yy发布了新的文献求助10
12秒前
yy发布了新的文献求助10
12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
Les Mantodea De Guyane 2000
Narrative Disclosure and Earnings Performance: Evidence from R&D Disclosures 1050
内視鏡下経鼻経蝶形骨洞手術術後SIADHに対する予防的水制限の安全性と有効性の検討 1000
Positive Psychology 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 510
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 8005574
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9456606
关于积分的说明 21162095
捐赠科研通 7578262
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3382097
关于科研通互助平台的介绍 2514918
邀请新用户注册赠送积分活动 2417070