V t li u ceramic tân ti
khí cho máy bay th h m i

a bin

Nguy
H c vi n Công ngh Qu c gia Kushiro, Nh t B n

Tác gi : PGS.TS. Nguy
công tác: H c vi n Công ngh Qu c
gia ng Kushiro,
Nh t B n
Email:
TS. Nguy
t nghi p K
i
i h
ng, Th c s và
Ti n s t
i h c Công ngh Nagaoka.
Hi n nay, TS. Nguy
(Junior Associate Professor) t i H c
vi n Công ngh Qu c gia ng
Kushiro, Nh t B n. Nhóm nghiên c u c a TS.
t p trung vào: 1) v t li u tân ti n v i kh
lành cho
các ng d ng nhi
cao; 2)
u khi n
chuy
ng c a các c u trúc nano b

n
ng; 3) hàn ma sát k t n i kim lo i và
ceramic; 4) s d ng laser
gia công/ch a
lành v t li u ceramic; 5) in 3D các c u trúc
ceramic c
nano.

ng

TÓM T T:
Ceramic là v t li
ng th r n) c a các nguyên t kim
lo i ho c phi kim có liên k t ion ho c liên k t hóa tr . Có l ch s
phát tri
i d ng các s n ph m g m s
th
n nay v t li
c phát tri n thêm nhi u
c bi
nóng ch y c
C), kh
c t t, siêu c ng và ch ng mài mòn.
Nhi u lo i ceramic cịn có kh
n nhi t t t và có bandgap
r ng nên thích h p làm các linh ki
n t , bán d n. V i s phát
tri n c a công ngh nano, v t li u composite c a ceramic v i các
h t nano có th
c nh ng tính ch

t c a plastic ho c
kim lo i, nh th
c s pd
thay th
các v t li u này trong các ng d ng công ngh cao
y ghép
-máy bay, k thu t siêu d n... Nh t B n là m t
trong nh
u trên th gi i v phát tri n các v t li u
ceramic tân ti
2), silic nitrua (Si3N4), silic
cacbua (SiC)... Bài vi t này gi i thi u tình hình phát tri n c a v t
li u ceramic tân ti n Nh t B
i chi u so sánh v
c
và khu v c phát tri
, châu Âu, Trung Qu c. Nh ng
ng phát tri
c th gi i quan tâm c a v t li u ceramic
t li u cer
c y sinh, v t li u ceramic
n (piezoelectric) dùng ch t o c m bi
c p.
Nh
c gi
ch n m
ng
phát tri n tiêu bi
gi i thi u c th : v t li u ceramic t lành
i tu c bin c

h k ti p. Trong
t li u cômpozit c a g m silicat và h
c t ng
h p t ph n ng th r n (solid state reaction) b
ép nóng (hot-pressing). B m t c a v t li
ng h p s
ct o
v t n t m t cách h th ng b
c
ng ho
ng c
c nhi
cao). Quá trình này oxy hóa c a các h t nano SiC,
t o ra các pha m i, và hàn kín v t n t. Sau khi x lý, v t li
c
phân tích b ng k thu t nhi u xa tia X (X-ray diffraction) và kính
hi
nt
ki m tra s
t lành c a v t n
a v t li
c
b nu n
c và so sánh v i v t li u nguyên m
c khi
có v t n
ki m ch
tc
c tính t lành.
T khóa: v t li u t lành, ceramic, nano cơmpơzit, SiC, ytterbi

silicat

/>
1. Gi i thi u
1.1. Vai trò, t m quan tr ng và tri n v ng c a v t li u ceramic t
lành
Nh
g
nv it
khá
i ph i c i thi n hi u su t nhiên li u (fuel effeciecency)
c
c bin khí (gas turbine engine) [1]. Trong th p niên
t i, nhi
ho
ng c
a bin th h k ti p d ki n

18


t kho ng 1500 °C, và h n h p s
ng/ma tr n
c a silic cacbua (SiC)
c xem xét làm
v t li u chính cho
i tua bin c
này [2].
Tuy nhiên, vì SiC r t d b
ng

c (có trong nhiên li u), nên c n ph i ph lên b
m t các
i tu c bin m t l p ph b o v
ng
(Environmental barrier coating: EBC)
chúng
kh i ti p xúc v i
c nóng [3].

này ngồi nhi m v
Kc cho
ceramic, chúng có th chuy n hóa thành oxit (ví d :
SiO2, NiO) khi ph n ng v i oxy nhi
cao, các
oxit này s ch y vào các v t n t và b t kín chúng l i
[6-8].
Tuy nhiên, m t khi t t c các h t nano phân tán trong
v t li
chuy n h t sang d ng oxit, kh
ch a v t n t s khơng cịn n
có th b o
v
i tua bin lâu dài
u c n thi t là ph i tái s d ng
c kh
t lành này.
n nay, v n
v t li u cho l p ph nào có th gi
n c
tính t lành.


Các silicat c
t hi
nh t là Yb2Si2O7

Lu2Si2O7, Y2Si2O7 và
nh ng v t li u ti m
t c a chúng:
kh
s truy n nhi t th p,
và h s giãn n nhi t r t g n v i SiC (4-6×10-6)... Tuy
nhiên, các v t li u
dai
t gãy
(fracture toughness, KIc) kém vì b n ch t là ceramic,
tránh h ng hóc x y ra trong quá trình v n
hành, do
i tu c bin va ch m v i v t th l
b i núi l a) ho c do ng su t nhi t bên trong l p ph ,
tính ch t này c
c c i thi n.

1.2. V trí c a Nh t B n trong nghiên c u v v t li u
ceramic t lành so v i th gi iNh t B
c nghiên c u v v t li u
ceramic t lành. T i phịng thí nghi m c a GS Ando
i h c Qu c gia Yokohama, v t li u ceramic t lành
c nghiên c
ti p qu n phịng thí nghi m này (xem thêm m c 3) và
ti p t c y m

ng nghiên c
n
ng d ng c a v t li u này.

V t li u ceramic có kh
lành là m t gi i pháp
cho v
này (xem Hình 1). V t li u t lành (selfhealing material) là khái ni m ch nhóm các v t li u
có kh
ch a lành các v t n t xu t hi n b
m t ho c bên trong v t li u trong quá trình s d ng c a
chúng. Tùy theo lo i v t li u ch y u c u thành nên
chúng mà ta phân lo i ra v t li u t lành polymer, v t
li u t lành cômpôzit, v t li u t lành c
ng các v t n t nh r t khó phát hi n và n u không
c x lý k p th i thì chúng có th phát tri n v i t c
r t nhanh d
tg
ng v t li u/thi t b .
Vì v y, nghiên c u v t li u t lành là m t gi i pháp
có th gi i quy t tri
v
này.
S
ng các nghiên c u v v t li u t
c công
b
ng Anh, theo d li u t
JDream III). Rõ ràng r ng, cùng v
ng nghiên

c u ph bi n khác c a v t li
c y sinh [4]
n
(piezoelectric) [5] dùng ch t o c m bi n... ceramic có
kh
lành là m
ng nghiên c
c quan tâm vì nh ng l i ích thi t th c do
chúng mang l i.
ng, ceramic t lành (t
hàn v t n t) s
c gia c b ng các ch t giúp hàn g n
(healing agent)
các h
Các ch t

Hình 1.

Ngồi ra, v t li u ceramic t
t trong
nh
ng nghiên c u chính t
i h c Cơng ngh
Nagaoka (PTN GS
im ts
nghiên c u-giáo d c trên kh p
c Nh t (Vd: Vi n công ngh v t li u qu c gia
NIMS, Vi n công ngh qu
i h c
V i b dày kinh nghi m nghiên c

cv t
li u ceramic t lành, Nh t B n hi n là m t trong nh ng
cd
u v công ngh
i h c và
vi n nghiên c u c a Nh t ho
c này
t ch t ch v
c
u
i
h c TU Deft c
i h c Erlangen
Nürnberg c
c )
1.3. Các th m nh c a Nh t B n trong công ngh
này
Nh t B n luôn t hào v i vai trò là m t trong nh ng
qu
u tiên khám phá ra v t li u ceramic, và
không ng
y m nh nghiên c
c này.
Hi p h i Ceramic Nh t B n là m t trong nh ng h i
khoa h c k thu
i nh t th gi
a, nhi u
thành viên c a h i hi
m nh ng v trí ch
ch t trong các h i ceramic Hoa K và châu Âu.

quan Khoa h c và Công ngh Nh t B n (Japan Science
n
công ngh công nghi
ng m i (New
Energy and Industrial Technology Development
Organization (NEDO))
nh v t li u t lành, là
m t trong nh ng tr
m
tri n
c khoa h c v t li u.

minh h a cho EBC t ch a lành v t n t

19


vào m t ph n th
ng c a b t nano SiC (0
t o ra h n h p b
n h p này
c tr
u và tán nh b ng máy nghi n bi (balltinh khi t cao, r
c cho
80 °C trong t s y 24 gi . H n
h
c nghi
tách các
kh i k t t . Cu i cùng, h n h p b t m
c chu n

b
c ép nóng trong lò thiêu k t 30 MPa,
1550 °C trong 1 gi
ng khí argon (Ar)
t
ng kính
44 mm.

2. M t s nghiên c u tiêu bi u c a Nh t v v t li u
ceramic t lành
G
u c a tác gi
ng minh
thành công kh
ch a lành v t n t trên b m t
c a Yb2Si2O7/SiC, m t v t li u cômpôzit (composite)
y h a h n cho l p ph EBC [9-11]. Trong cômpozit
này, mono-silicat Yb2SiO5
c s d
t
healing agent th c p, s ph n ng v i SiO2
c oxy
hóa t
t
-silicat Yb2Si2O7, kèm theo
vi c giãn n th tích s giúp b t kín v t n
u thú
v
c a v t li u cômpozit không ch ph c
h i v giá tr

c khi có v t n t) mà còn
ng 20% nh ng su
ng su t nén) t n
t i xung quanh v trí v t n
a lành.
M
t s báo cáo ch ra r ng Yb2Si2O7
có th b phân gi i thành Yb2SiO5 và Si(OH)4 khi b
c trong 1300 ~ 1400 °C [12].
u q trình chuy n hóa-phân gi i
c
t
tái s d ng
Yb2SiO5 nhi u l
cung c p m t cách lâu dài tính
a lành v t n t cho v t li u cơmpozit (xem
Hình 2). Nói cách khác, chúng ta có th phát tri n lo i
v t li u t
u này s mang l i l i ích
to l
a bin khí th h ti
ng d ng nhi
cao khác c a v t li u
ceramic.
M c tiêu c a d án nghiên c u này là t ng h p nên
các v t li u cômpôzit t
n b ng cách s
d ng m t quy trình x lý nhi
c bi
c tái sinh liên t c. Nh

có th k v ng vào vi c c i thi
hi u su t
nhiên li u c a c
tua bin khí th h ti p theo.
Bài vi t này gi i thi u Yb2Si2O7
t v t li u
cơmpơzit t
i thích
t ch a lành c a nó. Ngồi ra, m t s k t qu
u tiên c a d án nghiên c u ch t o v t li u t lành
c báo cáo.

b nu
c c t thành các
m u hình h p ch nh t (36 mm × 4 mm × 3 mm), trong
nh dài c
c vát 45°, theo tiêu
chu n Nh t B n (Japanese Industrial Standard) JIS
b n u n c a các thanh cơmpơzit s
c
o nhi
phịng b
m tra u n
b
m (four-point bending). Nh p ngoài (outer
span) L và nh p trong (inner span) l là 30 và 10 mm,
và t
t (crossc thi t l p là 0,5
b n u n B c a m u th
c tính theo

cơng th c sau:
2
B = 3P (L - l) / 2wt (1)
w và t là chi u r ng và chi u dày c a m u và
P là t i tr ng khi m u b
t gãy.
kh o sát
ng c a các v t n t trên b m
n
b n u n, trên b m t m u, các v t n
c t o
c b ng cách s d ng indenter c
c ng
Vickers v i t i tr ng 2 kgf (19.6 N). Các m u này s
c (annealing) 1250 °C trong 2 gi
kích ho t
kh
ch a lành v t n t c a chúng.
M t c t c a các m u v t và các v t n t do indenter t o
c quan sát b ng kính hi
nt
c ng Vickers HV
các công th c sau [13]:

t gãy KIc

c tính b ng

2.1.
V t li u cơmpơzit

c t ng h p b ng ph n ng tr ng
thái r n (solid state reaction) s d ng
nóng (hotu tiên, b t Yb2O3 và
SiO2
c tr n theo t l
c thêm

Hình 2.
có kh

quy trình tái ch - tái s d
ch a lành v t n

Hình 3.

v t li u
n

c

t gãy c a các
cơmpơzit

20


HV = 1.854F / d2 (2)
KIc = 0,203HVa2c-1,5 (3)
F là t i tr ng gây lõm, d
v t lõm, a

ng chéo và c
1/2 v t n t.

ng chéo
dài n a

C u trúc tinh th c a h n h p b t và cômpôzit
k
nh b
nhi u x tia X (X-ray
diffraction: XRD) v i b c x Cu-K ( = 1,54186 Å).
Ph m vi quét là 20 c quét (step angle) là
0,02°. nh hi
phân gi i cao c a các v t n t
c quan sát b ng máy SEM. Thành ph n v t
ch t c a các healing agent s
u tra b ng cách
s d ng m t
ph tán x
ng tia X
(Energy dispersive X-ray spectrometry: EDS) g n
tránh hi u
n b m t
(surface charging-up) trong quá trình quan sát, các
m
c ph m t l p vàng (ho
ng
kho ng 5 nm giúp d
n.


Hình 4. Ph XRD và phân tích EDS trên b m t
cômpôzit ch a 10 vol% SiC
và h u h
nh nhi u x SiC b che l p b i các
nh c a hai silicat. Hình 4(b) cho th y có ba mi n
riêng bi
m) trên b m t c a
cơmpơzit. Phân tích EDS cho th y Si chi
trong các mi
trí s 1) v i Yb:Si = 11,7:88,3,
cho th y r ng chúng là các h t SiC. T l nguyên t
Yb:Si trong mi n xám nh t (v trí s 2) là 63,5:41,5 =
1,7:1, cho th y mi n xám nh t là Yb2SiO5. Trong các
mi
trí s 3), t l Yb:Si là 50,4:49,6
:1, cho th y các mi n này là Yb2Si2O7
k
thu t phân tích nh (Hình 4(c))
c s d ng
tính
ph n di n tích b m t c a SiC (mi
k t qu
c tính cho th y ph n th tích c a SiC là 10,7%. K t
qu này phù h p v i ph n th tích c a SiC (10% th
tích) trong h n h p b t
u c a cômpôzit, ch ng
t r ng SiC không ph n ng v i các silicat trong q
trình thiêu k t.

Các cơmpơzit

c
c x lý nhi t trong
m
c c bi t (Japan Fine Ceramics Center)
800 °C trong 1 gi . T
ng
c là 5
kg/gi , t
gia nhi t và làm l nh là 10 °C/phút. Sau
khi x lý nhi t, m
ph
xác nh n li u s phân gi i Yb2Si2O7 thành
Yb2SiO5 và Si(OH)4 có x y ra
u ki n này hay
khơng.
2.2. K t qu
K t qu
c
dai
c
tóm t
c ng Vickers c a v t li u
cômpôzit không
c gia c SiC (ch có ytterbi silicat)
là 8,5 GPa
ng h p t i tr ng gây lõm là 2 kgf.
Vi c gia c b ng SiC (có giá tr HV l n
ng s giúp
c ng. Th t v y,
c

ng
t giá tr l n nh t là 9,3 GPa v i 10 vol% SiC.
c ng c a cômpôzit l i gi
khi
ng SiC ti p t c
c ng c a cômpôzit
ch a 20% SiC là 6,9 GPa, ch b ng 80% giá tr c a
ytterbi silicat.
dai t gãy c a ytterbi silicat là 2,5
MPa.m1/2, n m kho ng gi a
dai c a mono-silicat
(2,3 MPa.m1/2) và -silicat (2,7 MPa.m1/2) [14]
t gãy KIc c a cômpôzit bi n
c
dai
u gi m khi
vol%. S t n t i cùng lúc
c a ba
cl
c coi là nguyên nhân chính d n
nm
(density) th p c a cơmpozit có
ng
SiC cao, h qu là c
dai c a chúng b suy
gi m.

Hình 5 trình bày ph XRD và k t qu quan sát SEM
c a các cơmpơzit sau khi trong khơng khí 1250 °C
trong 2 gi . Hình 6 th hi n ph XRD và nh SEM c a

cômpôzit ch a 10 vol
c và sau khi trong
khơng khí ho
i v i cơmpozit ch a 5% SiC
(Hình 5(b)), các v t n
c ch a lành m t ph n
sau khi . Sau khi
nh nhi u x c a
Yb2SiO5
m, ch ng t thành ph n Yb2SiO5
trong cômpôzit gi m. i v i cômpôzit ch a 10 vol%
SiC, các v t n t g
n m t sau khi trong

Hình 4(a) th hi n ph XRD (XRD pattern) c a
cơmpơzit v i 10 vol
c khi và Hình 4(b) là
phân tích thành ph n b ng SEM-EDS c a m
.
nh nhi u x c a c Yb2Si2O7 và Yb2SiO5 u xu t
hi n, ch ng t s t n t i ng th i c a c hai silicat
trong cômpôzit. R
nh SiC b ng cách s
d ng các ph XRD vì ph n th tích SiC
r t nh ,

Hình 5. Ph XRD c a các cômpozit ch a
(a) 0; (b) 5; (c) 10; (d) 20 vol% SiC sau khi và k t
qu ch
ng


21


ng thêm 400 °C [15], t c là
t quá nhi
chuy n
ti p th y tinh (glass transition) 1202 °C c a SiO2 [12].
u này có th
y nhanh q trình nóng ch y
c a th y tinh SiO2. Th y tinh SiO2 nóng ch y s lan
ra và khi m
ng thích h p SiO2 nóng ch y ti p xúc
v i Yb2SiO5, chúng có th bi
i mono-silicat thành
in ng sau:
Yb2SiO5 + SiO2 = Yb2Si2O7 (5)
Vì Yb2Si2O7 có m
th tích (volume density) l n
th tích g
2SiO5, và SiO2 có m
[16], nên -silicat t o thành có th tích l
ng
th tích m t mát c a các ch t ph n ng (SiC và monosilicat). Nói cách khác, Yb2Si2O7 m
c hình thành
ng m r ng th tích. Do c u trúc
cơmpơzit c và r n, s m r ng c a Yb2Si2O7 theo
ng r i xa v t n t là r t h n ch
ng m r ng v phía v t n
ng m r ng c a

Yb2Si2O7 m i hình thành này
c minh h a b ng các
K t qu là, s giãn n
th tích này s giúp khép mi ng các v t n t.

Hình 6. Ph XRD c a cômpôzit ch a 10 vol% SiC:
c khi ; (b) sau khi trong khơng khí; (c) sau
khi trong Ar; và nh ch
ng
khơng khí (Hình 6(b)). Ngồi ra,
nh nhi u
x Yb2SiO5 trong cômpozit
m. Tuy nhiên,
chi u dài v t n
nh XRD h
i khi cơmpơzit trong Ar (Hình 6(c)),
cho th y vi c
ng r t h n ch
i v i vi c làm lành v t n t.
i v i cômpôzit ch a
20 vol% SiC, các v t n
c ch a lành hoàn tồn
b ng cách trong khơng khí, và Yb2SiO5 h u
bi n m t kh i b m t (Hình 5(d)).

Hình 8 cho th
b n u
c
các thanh
cômpôzit.

b n u n c a ytterbi silicat là 152 MPa.
S bi n i c
b n c a cômpôzit
ng h p c
t gãy, giá tr
d
nc
i v i 10 vol
s
gi m d n v i các m u có hàm
Trong các m u th
ct os nv tn t
b n gi m
30 ~ 50% so v i các m u thiêu k t. Tuy nhiên, có th
th
b n c a t t c các cơmpozit có
c ph c
h i sau khi
b n u n c a
cômpôzit ch a 5 vol
c ph c h i v giá tr
u (152 MPa). các cômpôzit
ng SiC
t 10 vol% tr lên, hi u qu ph c h i th m chí cịn n
khi các m u sau q trình t
b n
cịn
u. M
c
b n trong

các cômpôzit ch a 10 vol% và 20 vol% SiC l
t
là 34 MPa và 62 MPa. S c i thi n này có liên quan
n ng su t nén t n t i xung quanh v t lõm do quá
trình gây ra [17].

Hình 7 là minh h
c a quá trình t ch a lành
v t n t các cơmpơzit. Các h
c phân
ng nh t trong cômpôzit, c bên trong h t (grain)
ho c trên biên h t (grain boundary) c a Yb2Si2O7 ho c
Yb2SiO5. Khi m t t i tr ng gây lõm
ng lên b
m t cômpôzit, các v t n t s phát tri n t các nh c a
v t lõm và
l i khuy t t t trên b m t v t li u. Khi
c trong khơng khí, các h t SiC b m t b oxy
hóa và t o thành SiO2 theo ph n ng sau:
SiC (s) + 3/2O2 (g) = SiO2 (l) + CO (g) + 943 kJ/mol (4)
Nhi
1250 °C, th
nóng
ch y c a SiO2 (1650 °C). Tuy nhiên, nhi
ng khá
l n (943 kJ/mol) sinh ra t ph n ng t a nhi t m nh
này, có th
c c b t i các v trí ph n

Hình 7


minh h a q trình t lành trong v t
li u cơmpơzit

Hình 8
b n u n c a các m u (0~20 vol% SiC)
khơng có v t n t, có v t n t, và sau khi t lành
22


Hình 9 là nh ch p quang h c và nh SEM sau thí
nghi
b n u n c a các m
n t, có v t
n t, và sau khi trong khơng khí (ho c Ar), v i 10%
SiC th tích. Trong
b nu nb
m, v t
t gãy có th khơng ch y qua tâm c a m u th mà
m y u nh t n
a hai ch t t
i
v im uv
c
ng t gãy x y ra
tâm và ch y xuyên qua các v t n t t o s n (Hình 9(c)).
u này cho th y r ng vi c ch a lành v t n t là không
hi u qu
ng h p này và v t n
ct os n

v n là khuy t t t nghiêm tr ng nh t trên b m t m u.
iv im
c trong khơng khí (trong 2 gi ),
t gãy v trí cách xa v t lõm (Hình 9(c)),
ch ng t r ng các v t n t xung quanh v t lõm
c
ch a lành.
Hình 10 là nh SEM c a cômpôzit ch a 10 vol% SiC,
sau khi
c trong
c 800 °C trong 1 gi và
tr i qua nhi u chu k th nghi m kh
lành [18].
Chúng ta có th th y hi u qu t ch a lành có th kéo
dài khơng ch m
n b n chu k
u này có
t ph n Yb2Si2O7
c tr l i
thành Yb2SiO5
r
t Yb2SiO5 l i góp ph n
vào vi c ch a lành v t n t chu k ti
i. C
ng trong thí nghi m
x lý v
c này, nhi
ch m c 800 °C.
M t m c nhi
ng h n 1300~1400 °C

ng hi u qu
c a quá trình tái ch -tái s d ng Yb2SiO5 và kéo dài
kh
ch a lành thêm nhi u chu k .

Hình 10. nh SEM
c khi , ph i: sau khi )
cho th y vi c gia nhi
c có th
chu k t ch a lành lên nhi
t l n (bón l n).
c a hi
ng t ch a lành trong v t li u này. Nghiên
c u này d ki n m
ng cho s phát tri n c a v t
li u ceramic có kh
ch
n.
3. M t s lab nghiên c u tiêu bi u c a Nh t B n
c công ngh c m bi n
3.1. Lab nghiên c u v Công ngh Nano và v t li u
Nanocomposite t
Nagaoka
(Nagaoka University of Technology)
Website: />nky15/index.html/
nhi m: NAKAYAMA Tadachika
tài nghiên c u: V t li u tua bin máy bay th h ti p
theo có th t ph c h i nhi u l n b ng nanocomposite
hóa (k t h p v i H c vi n Công ngh qu c gia Cao
ng Kushiro)


2.4. Tóm t t và tri n v ng
Trong nghiên c u này, v t li u cômpôzit
Yb2Si2O7/SiC
c thiêu k t b ng ph n ng tr ng thái
r
ch a lành
v tn tc
c nghiên c u trong
quan v i các thông s
ng
ng
healing agent. Vi c l
y th y tinh SiO2 vào v t n t
và s giãn n th tích c a Yb2Si2O7 là
chính

3.2. Lab nghiên c u v v t li u ch u nhi t t
Công ngh Nagaoka
Website: />laboratory-25
nhi m: NANKO Makoto
tài nghiên c u: ng d ng c a kim lo i và ceramic
nhi
c tính t lành
3.3. Lab nghiên c u v k thu t v t li u tân ti n t i
c gia Yokohama (Yokohama National
University)
Website: />nhi m: NAKAO Wataru
tài nghiên c u: Ch t
n l c ti t ki m

nhiên li u v i "v t li u ceramic khơng b phá h y ngay
c khi có v t n t xâm nh p"

Hình 9. (a)
hi
v
v

nh ch p quang h c và (b-d) n SEM th
t gãy c a các m u: (b)
t n t, (c)
t n t sau khi
t n t sau khi trong khơng khí.

3.4. Nhóm nghiên c u v v t li u siêu h p kim và
ch u nhi t thu c Lab SIP-MI, Vi n nghiên c u qu c
gia v khoa h c v t li u (NIMS)
23


Website:
osada_toshio

/>
[7] Maruoka, D. & Nanko, M. Improved crack healing

ng nhóm: TS. OSADA Toshio (Principal
Invesitator)
tài nghiên c u: Siêu h p kim và v t li u ceramic t
lành ng d ng cho tua bin


Ni/Al2O3 by Y or Si doping. J. Am. Ceram. Soc. 99,
2451 2457 (2016).
[8] Chlup, Z., Flasar, P., Kotoji, A. & Dlouhy, I.
Fracture behaviour of Al2O3/SiC nanocomposite
ceramics after crack healing treatment. J. Eur.
Ceram. Soc. 28, 1073 1077 (2008).
[9] Nguyen, S. T. et al. Strength improvement and

3.5. Nhóm nghiên c u v v t li u Ceramic tân ti n
t i Lab Materials & Processing, H c vi n cơng ngh
qu c gia
ng Kushiro (NIT-KC)
Website: />son.html

[10]

ng nhóm: TS. NGUY
Prof.)
tài nghiên c u chính: V t li u tua bin máy bay th
h ti p theo có th t ph c h i nhi u l n b ng
nanocomposite hóa (k t h p v
Nagaoka)

[11]

[12]

Tài li u tham kh o
[1] Perepezko, J. H. The hotter the engine, the better.

Science (80-. ). 326, 1068 1069 (2009).
[2] Spitsberg, I. & Steibel, J. Thermal and
Environmental Barrier Coatings for SiC/SiC CMCs
in Aircraft Engine Applications*. Int. J. Appl.
Ceram. Technol. 1, 291 301 (2004).
[3] Richards, B. T. & Wadley, H. N. G. Plasma spray
deposition of tri-layer environmental barrier
coatings. J. Eur. Ceram. Soc. (2014).
[4] L. Treccani, T. Y. Klein, F. Meder, K. Pardun, and

[13]

biomedical, biotechnological and environmental
Acta Biomater., vol. 9, no. 7, pp.
7115 7150, 2013.

[17]

prospects of leadJ.
Eur. Ceram. Soc., vol. 25, no. 12, pp. 2693 2700,
2005.
[6] Ando, K., Furusawa, K., Takahashi, K. & Sato, S.
Crack-healing ability of structural ceramics and a
new methodology to guarantee the structural
integrity using the ability and proof-test. J. Eur.
Ceram. Soc. 25, 549 558 (2005).

[18]

[14]


[15]
[16]

[5]

surface oxidation treatment. J. Am. Ceram. Soc. 100,
1 10 (2017).
Nguyen, S. T. et al. Self-crack healing ability and
strength recovery in ytterbium disilicate/silicon
carbide nanocomposites. Int. J. Appl. Ceram.
Technol. 16, 39 49 (2019).
Nguyen, S. T. et al. Self-healing behavior and
strength recovery of ytterbium disilicate ceramic
reinforced with silicon carbide nanofillers. J. Eur.
Ceram. Soc. 39, 3139 3152 (2019).
Ueno, S., Ohji, T. & Lin, H.-T. Recession behavior
of Yb2Si2O7 phase under high speed steam jet at
high temperatures. Corros. Sci. 50, 178 182 (2008).
Niihara, K., Nakahira, A. & Hirai, T. The effect of
stoichiometry on mechanical properties of boron
carbide. J. Am. Ceram. Soc. 67, C 13 (1984).
Al Nasiri, N., Patra, N., Horlait, D., Jayaseelan, D.
D. & Lee, W. E. Thermal Properties of Rare-Earth
Monosilicates for EBC on Si-Based Ceramic
Composites. J. Am. Ceram. Soc. 99, (2016).
Riley, F. L. Structural Ceramics. (Cambridge, UK:
Cambridge University Press, 2009).
Greil, P. Generic principles of crack-healing
ceramics. J. Adv. Ceram. 1, 249 267 (2012).

Pham, H. V., Nanko, M. & Nakao, W. High
temperature Bending Strength of Self Healing
Ni/Al2O3 Nanocomposites. Int. J. Appl. Ceram.
Technol. 13, 973 983 (2016).
S. T. Nguyen et al.

Adv. Eng. Mater., vol. 22, no. 7, p. 2000157, 2020.

24