Detail projektu

Nanokrystalická keramika z tetragonálního oxidu zirkoničitého s vysokou lomovou houževnatostí a pevností

Období řešení: 01.01.2020 — 31.12.2022

Zdroje financování

Grantová agentura České republiky - Standardní projekty

- plně financující

O projektu

Oxid zirkoničitý stabilizovaný oxidem ytritým (Y-TZP) představuje pokročilou keramiku využitelnou v mnoha aplikacích díky svým jedinečným mechanickým vlastnostem, které jsou výsledkem napětím indukovaného transformačního zhouževnatění. Hlavní snahou současného výzkumu v oblasti transformačně zhouževnatělé keramiky z oxidu zirkoničitého je dosažení kombinace vysoké pevnosti a vysoké houževnatosti. Navrhovaný projekt je zaměřen na vývoj nanokrystalické keramiky ZrO2 stabilizované Y2O3, která má potenciál poskytnout vysokou lomovou houževnatost s adekvátně vysokou pevností. Bude stanoven optimální obsah oxidu ytritého pro konkrétní velikost zrn v nanokrystalických keramikách ZrO2, který poskytne nejlepší kombinaci houževnatosti a pevnosti. Pro přípravu nedefektních nanokrystalických těles s průměrnou velikostí zrn pod 150 nm bude vyvinuto unikátní zpracování nanočástic založené na pokročilých koloidních přístupech. Výsledkem projektu budou tenké fólie a disky s nanokrystalickou strukturou a vysokou houževnatostí a pevností, které převýší vlastnosti konvenční keramiky 3Y-TZP.

Popis anglicky
Yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystals (Y-TZP) are advanced ceramics exploitable in many applications because of its unique mechanical properties resulting from stress-induced transformation toughening. The principal effort of current research into transformation-toughened zirconia ceramics is to combine high strength and high toughness. The proposed project is focused on the development of nanocrystalline yttria-stabilized zirconia ceramics that have the potential to provide high fracture toughness with adequately high strength. The optimum yttria content for the particular grain size in the nanocrystalline zirconia will be determined that will provide the best combination of toughness and strength. In order to prepare defect-free nanocrystalline bodies with an average grain size below 150 nm, unique nanoparticle processing based on advanced colloidal approaches will be developed. The project will provide zirconia thin sheets and discs with nanocrystalline structure of high toughness and strength

Klíčová slova
oxid zirkoničitý; nanokrystalická struktura; koloidní zpracování; lomová houževnatost; pevnost; transformační zpevnění

Klíčová slova anglicky
zirconia; nanocrystalline structure; colloidal processing; fracture toughness; strength; transformation toughening

Označení

20-20175S

Originální jazyk

čeština

Řešitelé

Trunec Martin, prof. Ing., Dr. - hlavní řešitel

Útvary

Pokročilé keramické materiály
- příjemce (01.01.2020 - 31.12.2022)

Výsledky

ŠŤASTNÝ, P.; CHLUP, Z.; ROUPCOVÁ, P.; TRUNEC, M. Thin high-strength zirconia tapes with extreme flexibility. Journal of Asian Ceramic Societies, 2021, vol. 9, no. 3, p. 964-974. ISSN: 2187-0764.
Detail

KAŠTYL, J.; ŠŤASTNÝ, P.; CHLUP, Z.; SONG, L.; ŠČASNOVIČ, E.; TRUNEC, M. Gelcast zirconia ceramics for dental applications combining high strength and high translucency. Journal of the American Ceramic Society, 2022, vol. 105, no. 6, p. 3909-3924. ISSN: 0002-7820.
Detail

TRUNEC, M.; ŠŤASTNÝ, P.; KAŠTYL, J.; ROUPCOVÁ, P.; CHLUP, Z. 2Y-TZP ceramics with high strength and toughness by optimizing the microstructure. JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, 2024, vol. 44, no. 5, p. 3258-3266. ISSN: 1873-619X.
Detail

ŠŤASTNÝ, P.; SMIEŠKOVÁ, J.; TRUNEC, M. Preparation of multilayer ceramic tapes by aqueous gel-tape co-casting. CERAMICS INTERNATIONAL, 2022, vol. 48, no. 21, p. 32546-32550. ISSN: 1873-3956.
Detail

ŠŤASTNÝ, P.; CHLUP, Z.; HLINIČAN, J.; KAŠTYL, J.; TRUNEC, M. Effect of cyclic loading on the microstructure of thin zirconia tapes. JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, 2023, vol. 43, no. 10, p. 4498-4505. ISSN: 1873-619X.
Detail

TRUNEC, M.; ŠŤASTNÝ, P.; KAŠTYL, J. Defect-free drying of large fine-particle zirconia compacts prepared by gelcasting method. Journal of the European Ceramic Society, 2022, vol. 42, no. 15, p. 7180-7186. ISSN: 0955-2219.
Detail