SwePub
Sök i LIBRIS databas

  Utökad sökning

onr:"swepub:oai:DiVA.org:uu-356884"
 

Sökning: onr:"swepub:oai:DiVA.org:uu-356884" > Ultrastrong translu...

  • Fu, LeUppsala universitet,Tillämpad materialvetenskap (författare)

Ultrastrong translucent glass ceramic with nanocrystalline, biomimetic structure

  • Artikel/kapitelEngelska2018

Förlag, utgivningsår, omfång ...

  • 2018-10-18
  • American Chemical Society (ACS),2018
  • printrdacarrier

Nummerbeteckningar

  • LIBRIS-ID:oai:DiVA.org:uu-356884
  • https://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-356884URI
  • https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.8b03220DOI

Kompletterande språkuppgifter

  • Språk:engelska
  • Sammanfattning på:engelska

Ingår i deldatabas

Klassifikation

  • Ämneskategori:ref swepub-contenttype
  • Ämneskategori:art swepub-publicationtype

Anmärkningar

  • Le Fu and Ling Xie contributed to this work equally and are co-first authors
  • Transparent/translucent glass ceramics (GCs) have broad applications in biomedicine, armor, energy, and constructions. However, GCs with improved optical properties typically suffer from impaired mechanical properties, compared to traditional sintered full-ceramics. We present a method of obtaining high-strength, translucent GCs by preparing ZrO2-SiO2 nanocrystalline glass ceramics (NCGCs), with a microstructure of monocrystalline ZrO2 nanoparticles (NPs), embedded in an amorphous SiO2 matrix. The ZrO2-SiO2 NCGC with a composition of 65%ZrO2-35%SiO2 (molar ratio, 65Zr) achieved an average flexural strength of 1 GPa. This is one of the highest flexural strength values ever reported for GCs. ZrO2 NPs have a core-shell structure, and the shell is a thin (2–3 nm) amorphous Zr/Si interfacial layer that provides strong bonding between the ZrO2 NPs and SiO2 matrix. The diffusion of Si atoms into the ZrO2 NPs forms a Zr-O-Si superlattice. Electron tomography results show that some of the ZrO2 NPs are connected in one direction, forming in situ ZrO2 nanofibers (with length of ~500 nm), and that the ZrO2 nanofibers are stacked in an ordered way in all three dimensions. The nano-architecture of the ZrO2 nanofibers mimics the architecture of mineralized collagen fibril in cortical bone. Strong interface bonding enables efficient load transfer from the SiO2 matrix to the 3D nano-architecture built by ZrO2 nanofibers and NPs, and the 3D nano-architecture carries the majority of the external load. These two factors synergistically contribute to the high strength of the 65Zr NCGC. This study deepens our fundamental understanding of the microstructure-mechanical strength relationship, which could guide the design and manufacture of other high-strength, translucent GCs.

Ämnesord och genrebeteckningar

Biuppslag (personer, institutioner, konferenser, titlar ...)

  • Xie, Ling,1982-Uppsala universitet,Tillämpad materialvetenskap(Swepub:uu)xieli203 (författare)
  • Fu, WenboInstitute of Nuclear Physics and Chemistry, China Academy of Engineering Physics, Mianshan Road 64, Mianyang, Sichuan 621900, People’s Republic of China (författare)
  • Hu, ShuanglinInstitute of Nuclear Physics and Chemistry, China Academy of Engineering Physics, Mianshan Road 64, Mianyang, Sichuan 621900, People’s Republic of China (författare)
  • Zhang, ZhibinUppsala universitet,Fasta tillståndets elektronik(Swepub:uu)zhizh813 (författare)
  • Leifer, Klaus,1965-Uppsala universitet,Tillämpad materialvetenskap(Swepub:uu)kllei839 (författare)
  • Engqvist, Håkan,1972-Uppsala universitet,Tillämpad materialvetenskap,Material in Medicine(Swepub:uu)hakaengq (författare)
  • Xia, Wei,Associate ProfessorUppsala universitet,Tillämpad materialvetenskap,Material in Medicine(Swepub:uu)weixi400 (författare)
  • Uppsala universitetTillämpad materialvetenskap (creator_code:org_t)

Sammanhörande titlar

  • Ingår i:Nano letters (Print): American Chemical Society (ACS)18:11, s. 7146-71541530-69841530-6992

Internetlänk

Hitta via bibliotek

Till lärosätets databas

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.

 
pil uppåt Stäng

Kopiera och spara länken för att återkomma till aktuell vy