Sintering dense nanocrystalline ceramics without final-stage grain growth

烧结 晶粒生长 材料科学 纳米晶材料 粒度 陶瓷 晶界 微观结构 熔点 冶金 晶界扩散系数 纳米技术 复合材料
作者
I‐Wei Chen,X.-H. Wang
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:404 (6774): 168-171 被引量:1534
标识
DOI:10.1038/35004548
摘要

Sintering is the process whereby interparticle pores in a granular material are eliminated by atomic diffusion driven by capillary forces. It is the preferred manufacturing method for industrial ceramics. The observation of Burke and Coble that certain crystalline granular solids could gain full density and translucency by solid-state sintering was an important milestone for modern technical ceramics. But these final-stage sintering processes are always accompanied by rapid grain growth, because the capillary driving forces for sintering (involving surfaces) and grain growth (involving grain boundaries) are comparable in magnitude, both being proportional to the reciprocal grain size. This has greatly hampered efforts to produce dense materials with nanometre-scale structure (grain size less than 100 nm), leading many researchers to resort to the 'brute force' approach of high-pressure consolidation at elevated temperatures. Here we show that fully dense cubic Y2O3 (melting point, 2,439 degrees C) with a grain size of 60 nm can be prepared by a simple two-step sintering method, at temperatures of about 1,000 degrees C without applied pressure. The suppression of the final-stage grain growth is achieved by exploiting the difference in kinetics between grain-boundary diffusion and grain-boundary migration. Such a process should facilitate the cost-effective preparation of other nanocrystalline materials for practical applications.
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
1秒前
1秒前
2秒前
阳佟水蓉发布了新的文献求助10
4秒前
清秀谷梦完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
杨蒙博完成签到 ,获得积分10
6秒前
8秒前
xiaolizi发布了新的文献求助30
9秒前
卫化蛹完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
LiTianHao发布了新的文献求助10
12秒前
阳佟水蓉完成签到,获得积分10
13秒前
lily发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
18秒前
ylw完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
19秒前
19秒前
19秒前
19秒前
19秒前
19秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
嘉心糖应助科研通管家采纳,获得50
19秒前
20秒前
LX应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
20秒前
20秒前
lizishu应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
河南萌神应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
20秒前
星辰大海应助wintersss采纳,获得10
21秒前
21秒前
俏皮的安萱完成签到 ,获得积分0
21秒前
22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
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
简明药物化学习题答案 500
Quasi-Interpolation 400
脑电大模型与情感脑机接口研究--郑伟龙 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6275591
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8095447
关于积分的说明 16922908
捐赠科研通 5345369
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2841992
邀请新用户注册赠送积分活动 1819232
关于科研通互助平台的介绍 1676509