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High temperature compressive creep of spark plasma sintered zirconium (oxy-)carbide

机译：火花等离子体烧结（氧）碳化锆的高温压缩蠕变

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摘要

The effect of stoichiometry (i.e. carbon and oxygen contents) and microstructure (i.e. micro-sized grains) on creep mechanism of zirconium oxycarbide was considered. The synthesis of ZrC_xO_y powder of controlled stoichiometry and without impurity has been performed via the carboreduction route. Compressive creep experiments were conducted at 1500-1600 ℃ under applied stresses ranging from 60 to 140 MPa on fully dense zirconium oxycarbide specimens obtained by spark plasma sintering. The higher oxygen content composition (i.e. ZrC_(0.79)O_(0.13)) reveals low creep resistance in contrary to ZrC_(0.94)O_(0.05) composition. The analysis of the creep data shows the existence of a linear creep limit (σ_t)- At low stress (i.e. σ ≤ σ_t = 100 MPa, n ≈ 1, m ≈ 1), the creep mechanism seems to be independent of the chemical composition, and is governed by zirconium volume diffusion. At high stress (i.e. σ ≥ σ_t= 100 MPa, n ≈ 3, m ≈ 0), a power law regime of creep appears. However, the nature of the rate-determining step of creep process depends on stoichiometry. The limiting species for volume diffusion are (ⅰ) the metal atom for ZrC_(0.94)O_(0.05); (ⅱ) and the carbon atom for ZrC_(0.79)O_(0.13) linked to a Rowcliffe dislocation diffusion mechanism.
机译：考虑了化学计量学（即碳和氧含量）和微观结构（即微尺寸晶粒）对碳氧化锆蠕变机理的影响。经由碳还原途径已经进行了化学计量可控且无杂质的ZrC_xO_y粉末的合成。在通过火花等离子体烧结获得的完全致密的氧化碳锆试样上，在1500-1600℃施加60至140 MPa的应力的条件下进行了压缩蠕变实验。与ZrC_（0.94）O_（0.05）组成相反，较高的氧含量组成（即ZrC_（0.79）O_（0.13））显示出较低的抗蠕变性。蠕变数据分析表明存在线性蠕变极限（σ_t）-在低应力下（即σ≤σ_t= 100 MPa，n≈1，m≈1），蠕变机理似乎与化学成分无关，并受锆体积扩散的控制。在高应力下（即σ≥σ_t= 100 MPa，n≈3，m≈0），出现了幂律蠕变状态。然而，蠕变过程的速率确定步骤的性质取决于化学计量。体积扩散的限制种类为（ⅰ）ZrC_（0.94）O_（0.05）的金属原子； （ⅱ）和ZrC_（0.79）O_（0.13）的碳原子与Rowcliffe位错扩散机制相关。

著录项

  • 来源
    《Materials Science and Engineering》 |2014年第26期|326-334|共9页
  • 作者

    G. Antou; M. Gendre; E. Laborde; A. Maitre; G. Trolliard;

  • 作者单位

    Laboratoire Sciences des Procedes Ceramiques et Traitements de Surface, UMR CNRS 7315, Centre Europeen de la Ceramique, 12, rue Atlantis, F-87068 Limoges Cedex, France;

    Laboratoire Sciences des Procedes Ceramiques et Traitements de Surface, UMR CNRS 7315, Centre Europeen de la Ceramique, 12, rue Atlantis, F-87068 Limoges Cedex, France;

    Laboratoire Sciences des Procedes Ceramiques et Traitements de Surface, UMR CNRS 7315, Centre Europeen de la Ceramique, 12, rue Atlantis, F-87068 Limoges Cedex, France;

    Laboratoire Sciences des Procedes Ceramiques et Traitements de Surface, UMR CNRS 7315, Centre Europeen de la Ceramique, 12, rue Atlantis, F-87068 Limoges Cedex, France;

    Laboratoire Sciences des Procedes Ceramiques et Traitements de Surface, UMR CNRS 7315, Centre Europeen de la Ceramique, 12, rue Atlantis, F-87068 Limoges Cedex, France;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    Mechanical characterization; Ceramics; Sintering; Dislocations; Plasticity;

    机译：机械特性陶瓷;烧结;脱位;可塑性;

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