Two-step sintering of advanced ceramic materials with various crystal structures

Byl studován vliv procesu dvojstupňového slinování (TSS) na finální mikrostrukturu keramických materiálů s třemi různými krystalovými strukturami. Tetragonálního oxidu zirkoničitého (stabilizovaného 3mol%Y2O3, velikost částic 90nm a 140nm) a kubického oxidu zirkoničitého (8mol%Y2O3, 70nm), prášky byly zastudena izostaticky lisovány a slinovány různými postupy ohřevu. Mikrostruktury dosažené metodou TSS byly srovnávány s mikrostrukturami dosaženými konvenčním jednostupňovým slinováním (SSS). Výsledky ukázaly, že efektivita metody TSS pro použité materiály byla více závislá na jejich krystalové struktuře než na velikosti jejich částic a mikrostruktuře výchozího tělesa. Metoda TSS přinesla jen zanedbatelné zlepšení mikrostruktury tetragonálního oxidu zirkoničitého. Na druhé straně měla metoda TSS úspěch při slinování kubického oxidu zirkoničitého, které vedlo až ke dvojnásobnému snížení velikosti zrn.The influence of Two-Step Sintering (TSS) process on the final microstructure of oxide ceramics materials with two different crystal structures was studied. Tetragonal zirconia (stabilized with 3mol%Y2O3, particle size 90nm and 140nm ) and cubic zirconia (8mol%Y2O3, 70nm) powders were cold isostatically pressed and pressure less sintered with different heating schedules. The microstructures achieved with TSS method were compared with microstructures achieved with conventional Single-Step Sintering schedule (SSS). The results showed that the efficiency of the TSS of these oxide ceramics was more dependent on their crystal structure than on their particle size and green body microstructure. The method of TSS brought only negligible improvement of the microstructure of tetragonal zirconia ceramics. On the other hand, TSS was successful in the sintering of cubic zirconia ceramics; it led to a decrease in grain size by a factor of 2.