A comparative study of nano-fillers to improve toughness and modulus of polymer-derived ceramics
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Notice bibliographique
Résumé
Abstract Brittleness is a major limitation of polymer-derived ceramics (PDCs). Different concentrations of three nanofillers (carbon nanotubes, Si 3 N 4 and Al 2 O 3 nanoparticles) were evaluated to improve both toughness and modulus of a commercial polysilazane (PSZ) PDC. The PSZs were thermally cross-linked and pyrolyzed under isostatic pressure in nitrogen. A combination of mechanical, chemical, density, and microscopy characterizations was used to determine the effects of these fillers. Si 3 N 4 and Al 2 O 3 nanoparticles (that were found to be active fillers) were more effective than nanotubes and improved the elastic modulus, hardness, and fracture toughness ( J IC ) of the PDC by ~ 1.5 ×, ~ 3 ×, and ~ 2.5 ×, respectively. Nanotubes were also effective in maintaining the integrity of the samples during pyrolysis. The modulus and hardness of PDCs correlated positively with their apparent density; this can provide a fast way to assess future PDCs. The improvement in fracture toughness was attributed to crack deflection and bridging observed in the micro-indentation cracks in the modified PDCs. The specific toughness of the modified PDCs was 4 × higher than that of high-purity alumina, and its specific modulus reached that of commercially available technical ceramics. These PDCs can also easily take different shapes and therefore are of interest in protective armor, propulsion, thermal protection, device packaging and biomaterial systems.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle