Processing and properties of zirconia-CNT composites
La consulta íntegra de la tesi, inclosos els articles no comunicats públicament per drets d'autor, es pot realitzar prèvia petició a l'Arxiu de la UPC Cotutela Universitat Politècnica de Catalunya i Luleå tekniska universitet In the last decades there has been growing interest in developin...
Main Author: | |
---|---|
Other Authors: | , , , |
Format: | Doctoral or Postdoctoral Thesis |
Language: | English |
Published: |
Universitat Politècnica de Catalunya
2016
|
Subjects: | |
Online Access: | http://hdl.handle.net/2117/96356 http://hdl.handle.net/10803/396100 https://doi.org/10.5821/dissertation-2117-96356 |
id |
ftupcatalunyair:oai:upcommons.upc.edu:2117/96356 |
---|---|
record_format |
openpolar |
institution |
Open Polar |
collection |
Universitat Politècnica de Catalunya, BarcelonaTech: UPCommons - Global access to UPC knowledge |
op_collection_id |
ftupcatalunyair |
language |
English |
topic |
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials |
spellingShingle |
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials Melk, Latifa Processing and properties of zirconia-CNT composites |
topic_facet |
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials |
description |
La consulta íntegra de la tesi, inclosos els articles no comunicats públicament per drets d'autor, es pot realitzar prèvia petició a l'Arxiu de la UPC Cotutela Universitat Politècnica de Catalunya i Luleå tekniska universitet In the last decades there has been growing interest in developing ceramic materials with high fracture toughness (Klc) and strength for structural applications. In the specific case of 3 mol% yttria-doped tetragonal zirconia (3Y-TZP), KIC can be increased by promoting phase transformation from tetragonal (t) to monoclinic (m) phase in front of a propagating crack tip referred to as transformation toughening. However, the stronger the tendency for stress induced transformation, the higher the risk for prematura spontaneous t-m transformation in humid atmosphere. This phenomenon, which is referred to as ageing, hydrothermal degradation or low temperatura degradation (LTD) induces microcracking and loss of strength and limits the use of 3Y-TZP. The resistance to L TO can be increased by reducing the grain size into the nanoscale by using Spark Plasma Sintering (SPS). However, the reduction of grain size may reduce t-m phase transformation in front ofthe crack tip and therefore fracture toughness may decrease. One way to enhance KIC is the incorporation of a second phase as a toughening mechanism into zirconia matrix. In the present study, M.JltiWalled Carbon Nanotubes (l'v1VVCNTs) were used to reinforce zirconia matrix. A novel method was developed in this project in order to measure the "true" fracture toughness of small cracks of 3Y-TZP/CNT composites. The method is based on producing a very sharp notch using Ultra-short Laser Ablation (UPLA). The same method was also applied to a high toughness zirconia ceramic 12Ce-Zr02 with 300 nm grain size, which has much higher plateau fracture toughness than SPSed 3Y-TZP with 177 nm grain size. Moreover, the wear behaviour of zirconia/CNT composite was investigated by studying the effect of CNTs on the friction coefficient and the wear rate of the ... |
author2 |
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica Luleå tekniska universitet Anglada Gomila, Marcos Juan Antti, Marta-Lena |
format |
Doctoral or Postdoctoral Thesis |
author |
Melk, Latifa |
author_facet |
Melk, Latifa |
author_sort |
Melk, Latifa |
title |
Processing and properties of zirconia-CNT composites |
title_short |
Processing and properties of zirconia-CNT composites |
title_full |
Processing and properties of zirconia-CNT composites |
title_fullStr |
Processing and properties of zirconia-CNT composites |
title_full_unstemmed |
Processing and properties of zirconia-CNT composites |
title_sort |
processing and properties of zirconia-cnt composites |
publisher |
Universitat Politècnica de Catalunya |
publishDate |
2016 |
url |
http://hdl.handle.net/2117/96356 http://hdl.handle.net/10803/396100 https://doi.org/10.5821/dissertation-2117-96356 |
genre |
Luleå Luleå |
genre_facet |
Luleå Luleå |
op_source |
TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
op_relation |
Melk, L. Processing and properties of zirconia-CNT composites. Tesi doctoral, UPC, Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica, 2016. DOI 10.5821/dissertation-2117-96356 . http://hdl.handle.net/2117/96356 doi:10.5821/dissertation-2117-96356 http://hdl.handle.net/10803/396100 |
op_rights |
ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. Open Access |
op_doi |
https://doi.org/10.5821/dissertation-2117-96356 |
_version_ |
1810456241269374976 |
spelling |
ftupcatalunyair:oai:upcommons.upc.edu:2117/96356 2024-09-15T18:18:07+00:00 Processing and properties of zirconia-CNT composites Melk, Latifa Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica Luleå tekniska universitet Anglada Gomila, Marcos Juan Antti, Marta-Lena 2016-05-20 107 p. application/pdf http://hdl.handle.net/2117/96356 http://hdl.handle.net/10803/396100 https://doi.org/10.5821/dissertation-2117-96356 eng eng Universitat Politècnica de Catalunya Melk, L. Processing and properties of zirconia-CNT composites. Tesi doctoral, UPC, Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica, 2016. DOI 10.5821/dissertation-2117-96356 . http://hdl.handle.net/2117/96356 doi:10.5821/dissertation-2117-96356 http://hdl.handle.net/10803/396100 ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. Open Access TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials Doctoral thesis 2016 ftupcatalunyair https://doi.org/10.5821/dissertation-2117-96356 2024-07-25T10:54:02Z La consulta íntegra de la tesi, inclosos els articles no comunicats públicament per drets d'autor, es pot realitzar prèvia petició a l'Arxiu de la UPC Cotutela Universitat Politècnica de Catalunya i Luleå tekniska universitet In the last decades there has been growing interest in developing ceramic materials with high fracture toughness (Klc) and strength for structural applications. In the specific case of 3 mol% yttria-doped tetragonal zirconia (3Y-TZP), KIC can be increased by promoting phase transformation from tetragonal (t) to monoclinic (m) phase in front of a propagating crack tip referred to as transformation toughening. However, the stronger the tendency for stress induced transformation, the higher the risk for prematura spontaneous t-m transformation in humid atmosphere. This phenomenon, which is referred to as ageing, hydrothermal degradation or low temperatura degradation (LTD) induces microcracking and loss of strength and limits the use of 3Y-TZP. The resistance to L TO can be increased by reducing the grain size into the nanoscale by using Spark Plasma Sintering (SPS). However, the reduction of grain size may reduce t-m phase transformation in front ofthe crack tip and therefore fracture toughness may decrease. One way to enhance KIC is the incorporation of a second phase as a toughening mechanism into zirconia matrix. In the present study, M.JltiWalled Carbon Nanotubes (l'v1VVCNTs) were used to reinforce zirconia matrix. A novel method was developed in this project in order to measure the "true" fracture toughness of small cracks of 3Y-TZP/CNT composites. The method is based on producing a very sharp notch using Ultra-short Laser Ablation (UPLA). The same method was also applied to a high toughness zirconia ceramic 12Ce-Zr02 with 300 nm grain size, which has much higher plateau fracture toughness than SPSed 3Y-TZP with 177 nm grain size. Moreover, the wear behaviour of zirconia/CNT composite was investigated by studying the effect of CNTs on the friction coefficient and the wear rate of the ... Doctoral or Postdoctoral Thesis Luleå Luleå Universitat Politècnica de Catalunya, BarcelonaTech: UPCommons - Global access to UPC knowledge |