PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Journal of the American Ceramic Society· 2026Q2

Yüksek Çatlak Dirençli Metalumin Alüminoborat Camlarda Girinti Kaynaklı Yapısal Uyarlanabilirlik

Indentation‐induced Structural Adaptability in Highly Crack‐resistant Metaluminous Alkali Aluminoborate Glasses

Nathan Kail, Theany To, Claire Fourmentin, François Boland ve diğerleri

Kısa özet

Keskin temas yüklemesi altındaki oksit camlarda çatlak direnci (CR), katyonik alan gücü azaltılarak ve alümina içeriği artırılarak iyileştirilir, potasyumca zengin kompozisyonlar 51,5 N maksimum CR değerine ulaşır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Alkali alüminoborat camlarında çatlak direnci (CR), daha düşük katyonik alan gücü ve daha yüksek alümina içeriği ile artar.
  • Potasyumca zengin kompozisyonlar 51,5 N maksimum CR değerine ulaşmıştır.
  • Mikro-Raman spektroskopisi, girinti altında stres kaynaklı borat ağının yeniden düzenlenmesini ve bor koordinasyonundaki değişiklikleri göstermiştir.
  • Daha yüksek CR, borat birimi bölgesinin (κ) barycenter'indeki yük kaynaklı daha büyük bir kayma ile ilişkilidir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

ABSTRACT Improving the crack resistance (CR) in oxide glass remains a significant challenge in the field of damage tolerance, particularly in scenarios involving sharp contact loading. In this study, lithium‐, sodium‐, and potassium‐aluminoborate glasses with compositions ranging from 50 to 80 mol.% B 2 O 3 were prepared to investigate the interplay between composition, elastic properties, and structural rearrangements under indentation. Density, elastic moduli, and Vickers hardness were measured, and the CR was determined. Micro‐Raman spectroscopy investigations were conducted on both pristine surfaces and within residual indents in order to characterize stress‐induced structural changes. A significant enhancement in CR is observed as the cationic field strength of the modifier cation is decreased and the alumina content is increased, reaching a maximum CR value of 51.5 N for the potassium‐rich compositions. Raman scattering results reveal changes consistent with stress‐induced borate‐network reorganization, including boroxol‐ring disruption, the formation of non‐ring borate units and units containing non‐bridging oxygens, and suggest changes in boron coordination. In all glass series, samples exhibiting the highest CR also displayed the maximum load‐induced shift of κ, defined as the barycenter of the borate‐unit region. The findings suggest that the glass network's ability for structural reorganization, particularly alterations in the boron environment, is key to augmenting the CR. The cooperative effect between boron and aluminum units appears to promote stress accommodation at indentation sites, providing new insights for the design of damage‐resistant oxide glasses.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Journal of the American Ceramic Society, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Seramik ve Kompozitler

Ceramics and CompositesMaterials Science