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Investigation of ZrO2/mullite solid solution by energy dispersive X-ray spectroscopy and electron diffraction

1984; University of Toronto Press; Volume: 32; Issue: 10 Linguagem: Inglês

10.1016/0001-6160(84)90219-0

1878-0768

T. R. Dinger, Kannan M. Krishnan, G. Thomas, M.I. Osendi, J.S. Moya,

Nuclear materials and radiation effects

A mullite/15vol.% ZrO2 composite was analyzed using the techniques of microdiffraction and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDXS). The EDXS results indicate that there is a significantly high solid solubility of mullite in zirconia and zirconia in mullite; microdiffraction results suggest that ordering occurs in the ZrO2 (ss) phase based on the presence of forbidden reflections for the P 21/c space group of monoclinic zirconia. The presence of a secondary phase at the grain boundaries, either amorphous or crystalline, has not been generally detected throughout the bulk. The results provide experimental evidence for the hypothesis of Moya and Osendi that the increased toughness and flexural strength of these composites are related to solid solution effects rather than to transformation or microcrack toughening mechanisms. Nous avons analyséun composite mullite/15% ZrO2àl'aide des techniques de microdiffraction et de spectroscopie de rayons Xàdispersion d'énergie (EDXS). Les résultats de l'EDXS montrent qu'il y a une solubilitésolide assezélevée de la mullite dans la zircone et de la zircone dans la mullite; la microdiffraction donneàpenser qu'il se produit une mise en ordre de la phase ZrO2 (ss) du fait de la présence des réflexions interdites pour le groupe d'espace P21/c de la zircone monoclinique. La présence d'une seconde phase intergranulaire, amorphe ou cristalline, n'a généralement pasétédétectée dans l'alliage massif. Ces résultats fournissent un argument expérimental en faveur de l'hypothèse de Moya et Osendi selon laquelle l'augmentation de résilience et de résistanceàla flexion de ces composites sont liéesàdes effets de solution solide plutoˆt qu'àdes mécanismes liésàune transformation ou aux microfissures. Der Werkstoff Mullit/15Vol.% ZrO2 wurde mittels Mikrobeugung und energiedispersiver Röntgenanalyse untersucht. Die Ergebnisse der Röntgenanalyse zeigen. daß eine beträchtliche Löslichkeit für Mullit im Zirkonoxid und umgekehrt besteht. Bei der Mikrobeugung treten verotene Reflexe für die Raumgruppe P21/c des monoklinen Zirkonoxids auf, welches eine Ordnungsstruktur in der ZrO2-(ss)-Phase andeutet. An den korngrenzen, sowohl den amorphen wie auch den kristallinen, werden sekundäre Phasen nichtüberall im Werkstoff gefunden. Diese Ergebnisse stützen die Hypothese von Moya und Osendi, daß erhöhte Zähigkeit und Biegesteifigkeit dieser Werkstoffe eher mit dem Mischkristalleffekt zusammenhängen als mit Mechanismen der Zähigkeitsverbesserung durch Umwandlungen oder Mikrorisse.