Deformation behavior of nanocrystalline titania particles accessed by complementary in situ electron microscopy techniques

Beitrag in einer Fachzeitschrift
(Originalarbeit)


Details zur Publikation

Autorinnen und Autoren: Herre P, Romeis S, Mackovic M, Przybilla T, Paul J, Schwenger J, Torun B, Grundmaier G, Spiecker E, Peukert W
Zeitschrift: Journal of the American Ceramic Society
Jahr der Veröffentlichung: 2017
Seitenbereich: 1-14
ISSN: 0002-7820
Sprache: Englisch


Abstract


The mechanical behavior of nanostructured spherical submicrometer titania parti-


cles was studied by in situ uniaxial compression experiments in the scanning and


transmission electron microscope (SEM and TEM). Mesoporous and amorphous


titania particles were prepared by a wet chemical sol-gel approach. To obtain


nanocrystalline (nc) single-phase anatase and rutile particles the amorphous parti-


cles were cryst allized by high-temperature annealing. For each sample the defor-


mation behavior of at least 50 particles was investigated by in situ compression


experiments in the SEM. In all cases an elastic predominantly plastic deforma-


tion behavior accompanied by crack initiation at exceptionally high engineering


strain values of several percent were observed. Crack propagation presumably


along grain boundaries and a Weibull distributed fracture stress was shown for all


nc particles. Complementary in situ TEM experiment s and ex situ analysis of


focused ion beam prepared particle cross-sections were carried out to identify the


underlying deformati on mechanisms. Grain rotations and grain sliding are


observed for nc anatase particles during in situ compr ession and are further identi-


fied to be linked to a densification of the mesoporous particle structure. Our dedi-


cated prepar ation and quanti tative in situ characterization methodology provides


an excellent basis for a better understanding of the mechanical behavior of


advanced ceramics.


FAU-Autorinnen und Autoren / FAU-Herausgeberinnen und Herausgeber

Herre, Patrick
Lehrstuhl für Feststoff- und Grenzflächenverfahrenstechnik
Lehrstuhl für Feststoff- und Grenzflächenverfahrenstechnik
Mackovic, Mirza Dr.-Ing.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)
Paul, Jonas
Lehrstuhl für Feststoff- und Grenzflächenverfahrenstechnik
Peukert, Wolfgang Prof. Dr.-Ing.
Lehrstuhl für Feststoff- und Grenzflächenverfahrenstechnik
Przybilla, Thomas
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)
Schwenger, Jan
Spiecker, Erdmann Prof. Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)


Zusätzliche Organisationseinheit(en)
Graduiertenkolleg 1896/2 In situ Mikroskopie mit Elektronen, Röntgenstrahlen und Rastersonden
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)
Exzellenz-Cluster Engineering of Advanced Materials
Interdisziplinäres Zentrum, Center for Nanoanalysis and Electron Microscopy (CENEM)


Einrichtungen weiterer Autorinnen und Autoren

Universität Paderborn


Zitierweisen

APA:
Herre, P., Romeis, S., Mackovic, M., Przybilla, T., Paul, J., Schwenger, J.,... Peukert, W. (2017). Deformation behavior of nanocrystalline titania particles accessed by complementary in situ electron microscopy techniques. Journal of the American Ceramic Society, 1-14. https://dx.doi.org/10.1111/jace.15072

MLA:
Herre, Patrick, et al. "Deformation behavior of nanocrystalline titania particles accessed by complementary in situ electron microscopy techniques." Journal of the American Ceramic Society (2017): 1-14.

BibTeX: 

Zuletzt aktualisiert 2019-29-05 um 08:38