In Situ Transmission Electron Microscopy for Ultrahigh Temperature Mechanical Testing of ZrO2

Autor(es)

Grosso, Robson L. ^{[1, 2, 3]} ; Muccillo, Eliana N. S. ^[3] ; Muche, Dereck N. F. ^[2] ; Jawaharram, Gowtham S. ^[1] ; Barr, Christopher M. ^[4] ; Monterrosa, Anthony M. ^[4] ; Castro, Ricardo H. R. ^[2] ; Hattar, Khalid ^[4] ; Dillon, Shen J. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Illinois, Urbana, IL 61801 - USA

^[2] Univ Calif Davis, Davis, CA 95616 - USA

^[3] Energy & Nucl Res Inst IPEN, Sao Paulo - Brazil

^[4] Sandia Natl Labs, POB 5800, Albuquerque, NM 87185 - USA

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Nano Letters; v. 20, n. 2, p. 1041-1046, FEB 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

This work demonstrates a novel approach to ultrahigh-temperature mechanical testing using a combination of in situ nanomechanical testing and localized laser heating. The methodology is applied to characterizing and testing initially nanograined 10 mol % Sc2O3-stabilized ZrO2 up to its melting temperature. The results suggest that the low-temperature strength of nanograined, d < 50 nm, oxides is not influenced by creep. Tensile fracture of ZrO2 bicrystals produce a weak-temperature dependence suggesting that grain boundary energy dominates brittle fracture of grain boundaries even at high homologous temperatures; for example, T = 2050 degrees C or T approximate to 77% T-melt. The maximum temperature for mechanical testing in this work is primarily limited by the instability of the sample, due to evaporation or melting, enabling a host of new opportunities for testing materials in the ultrahigh-temperature regime. (AU)

• Processo FAPESP: 16/06205-1 - Caracterização de cerâmicas de zircônia-escândia nanoestruturadas consolidadas por sinterização assistida por campo elétrico.
• Beneficiário: Robson Lopes Grosso
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/25501-3 - Transição de fase dependente do tamanho de grão e relação de Hall-Petch em zircônia-escândia nanocristalina: um estudo por MET in-situ
• Beneficiário: Robson Lopes Grosso
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado