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  5. Dislocation-toughened ceramics
 
  • Details
2021
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Dislocation-toughened ceramics

File(s)
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Hauptpublikation
d0mh02033h.pdf
CC BY 3.0 Unported
Format: Adobe PDF
Size: 5.56 MB
TUDa URI
tuda/9974
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-231919
DOI
10.26083/tuprints-00023191
Autor:innen
Porz, Lukas ORCID 0000-0003-3163-085X
Klomp, Arne Jan ORCID 0000-0002-3732-3861
Fang, Xufei ORCID 0000-0002-3887-0111
Li, Ning
Yildirim, Can
Detlefs, Carsten
Bruder, Enrico ORCID 0000-0001-9893-6349
Höfling, Marion ORCID 0000-0002-9387-9610
Rheinheimer, Wolfgang ORCID 0000-0002-2906-4265
Patterson, Eric A.
Gao, Peng
Durst, Karsten ORCID 0000-0002-9246-6398
Nakamura, Atsutomo
Albe, Karsten ORCID 0000-0003-4669-8056
Simons, Hugh
Rödel, Jürgen ORCID 0000-0002-8975-7741
Kurzbeschreibung (Abstract)

Functional and structural ceramics have become irreplaceable in countless high-tech applications. However, their inherent brittleness tremendously limits the application range and, despite extensive research efforts, particularly short cracks are hard to combat. While local plasticity carried by mobile dislocations allows desirable toughness in metals, high bond strength is widely believed to hinder dislocation-based toughening of ceramics. Here, we demonstrate the possibility to induce and engineer a dislocation microstructure in ceramics that improves the crack tip toughness even though such toughening does not occur naturally after conventional processing. With modern microscopy and simulation techniques, we reveal key ingredients for successful engineering of dislocation-based toughness at ambient temperature. For many ceramics a dislocation-based plastic zone is not impossible due to some intrinsic property (e.g. bond strength) but limited by an engineerable quantity, i.e. the dislocation density. The impact of dislocation density is demonstrated in a surface near region and suggested to be transferrable to bulk ceramics. Unexpected potential in improving mechanical performance of ceramics could be realized with novel synthesis strategies.

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Nichtmetallisch-Anorganische Werkstoffe (2025 umbenannt in "Fachgebiet Funktionskeramiken")
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Materials Horizons
Startseite
1528
Endseite
1537
Jahrgang der Zeitschrift
8
Heftnummer der Zeitschrift
5
ISSN
2051-6355
Verlag
Royal Society of Chemistry
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2021
Verlags-DOI
10.1039/D0MH02033H
PPN
507928377
Ergänzende Ressourcen (Supplement)
https://t1p.de/jur2y
https://t1p.de/qb2r1
https://t1p.de/g8abc
https://t1p.de/608mn
https://t1p.de/s2eno
https://t1p.de/5r441

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