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  5. Exceptional Hardness and Thermal Properties of SiC/(Hf,Ta)C(N)/(B)C Ceramic Composites Derived from Single‐Source Precursor
 
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2024
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Exceptional Hardness and Thermal Properties of SiC/(Hf,Ta)C(N)/(B)C Ceramic Composites Derived from Single‐Source Precursor

File(s)
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Hauptpublikation
ADEM_ADEM202301864.pdf
CC BY 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 5.12 MB
TUDa URI
tuda/12402
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-283034
DOI
10.26083/tuprints-00028303
Autor:innen
Bernauer, Jan ORCID 0000-0002-4515-5300
Petry, Nils‐Christian ORCID 0000-0001-8846-6507
Thor, Nathalie ORCID 0000-0002-8075-8334
Kredel, Samuel Aeneas ORCID 0000-0002-6360-2434
Teppala, Dharma Teja ORCID 0000-0002-4678-4299
Galetz, Mathias ORCID 0000-0001-6847-2053
Lepple, Maren ORCID 0000-0002-1488-9352
Pundt, Astrid ORCID 0000-0002-6665-6745
Ionescu, Emanuel ORCID 0000-0002-3266-3031
Riedel, Ralf ORCID 0000-0001-6888-7208
Kurzbeschreibung (Abstract)

In the present work, monolithic SiC/(Hf₀.₇₅Ta₀.₂₅)C(N)/(B)C ceramic composites are prepared via spark plasma sintering of amorphous SiHfTa(B)CN‐based powders synthesized from single‐source precursors. The as‐sintered ceramic nanocomposites are investigated by X‐ray diffraction, Raman, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy in order to study their microstructure and chemical composition. Furthermore, the thermal conductivity, the thermal expansion, as well as the hardness and Young's moduli of the prepared monolithic samples are determined. The incorporation of boron in the system results in enhanced densification due to decreased porosity and improved distribution of the individual phases in the composite after sintering. These favorable effects also positively influence the thermomechanical properties of the composite. The boron‐modified sample displays a decreased thermal diffusivity and conductivity compared with the boron‐free sample. Additionally, a macro‐hardness obtained by Vickers indentation of 31 GPa is achieved for loads up to 196 N, surpassing the hardness of ultrahard materials like silicon carbide, hafnium carbide, and tantalum carbide as well as their solid solutions. Young's moduli of the composites were analyzed to 405 ± 10 and 277.5 ± 41 GPa for the boron‐containing and boron‐free samples, respectively.

Freie Schlagworte

precursor‐derived cer...

spark plasma sinterin...

thermomechanical prop...

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Geowissenschaften > Fachgebiet Geomaterialwissenschaft
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Werkstofftechnik und Ressourcenmanagement
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 550 Geowissenschaften
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 660 Technische Chemie
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Advanced Engineering Materials
Jahrgang der Zeitschrift
26
Heftnummer der Zeitschrift
17
ISSN
1527-2648
Verlag
Wiley-VCH
Ort der Erstveröffentlichung
Weinheim
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2024
Verlags-DOI
10.1002/adem.202301864
PPN
523225644
Zusätzliche Infomationen
Special Issue: Materials Compounds from Composite Materials for Applications in Extreme Conditions
Artikel-ID
2301864

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