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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter February 5, 2022

Microstructure, surface topography and mechanical properties of slip cast and powder injection moulded microspecimens made of zirconia

Gefüge, Oberflächentopographie und mechanische Eigenschaften von heißgegossenen und pulverspritzgegossenen Mikroproben aus Zirkonoxid
  • M. Auhorn , B. Kasanická , T. Beck EMAIL logo , V. Schulze and D. Löhe

Abstract

Investigations on ceramic microspecimens made of Y2O3- stabilized ZrO2 produced by slip casting or micro powder injection moulding are introduced. During the production of the microspecimens, feedstocks and sintering conditions were varied. Differently moulded specimens were examined with respect to their microstructure and surface topography using light microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and confocal white light microscopy. Additionally, the mechanical characteristics were investigated by three-point bending tests using a micro universal testing device. The statistical analysis was realised by means of the Weibull theory and interpreted by the aid of SEM images of fracture surfaces. This research allowed to understand correlations between different feedstocks used, process parameters like the sintering conditions applied and the resulting characteristics as well as material properties of the microspecimens. These results could be used to improve the production process.

Abstract

Es werden Untersuchungen an keramischen Mikroproben aus Y2O3-stabilisiertem ZrO2 vorgestellt, die mittels Heißgießen oder Mikropulverspritzgießen hergestellt wurden. Bei der Herstellung der Mikrokomponenten und der Proben wurden die Feedstocks und die Sinterbedingungen variiert. Die auf verschiedene Weise urgeformten Proben wurden hinsichtlich ihrer Mikrostruktur sowie ihrer Oberflächentopographie mittels Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und konfokaler Weißlichtmikroskopie charakterisiert. Zusätzlich wurden die mechanischen Eigenschaften in einer Mikrouniversalprüfmaschine mit Dreipunktbiegeversuchen untersucht. Die statistische Auswertung der Festigkeiten erfolgte über die Weibull-Theorie und wurde mit Hilfe von SEM-Bruchflächenaufnahmen interpretiert. Diese Untersuchungen erlauben Korrelationen zwischen den verwendeten Feedstocks, den Prozess-Parametern, wie z. B. Sinterbedingungen, und den resultierenden Charakteristika und Eigenschaften der Mikroproben. Die Ergebnisse finden Eingang in eine Optimierung des Produktionsprozesses.


Dedicated to Professor Dr. Otmar Vöhringer on the occasion of his 65th birthday



Dr.-Ing. Tilmann Beck Institut für Werkstoffkunde I Kaiserstr. 12, D-76131 Karlsruhe, Germany Tel.: +49 721 608 4159 Fax: +49 721 608 7451

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Received: 2002-12-01
Published Online: 2022-02-05

© 2003 Carl Hanser Verlag, München

Downloaded on 28.2.2024 from https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/ijmr-2003-0104/html
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