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Zitieren Sie bitte immer diesen URN: urn:nbn:de:kobv:b43-520557

Unraveling the hardening mechanism during laser-induced slip casting of lithium aluminate-microsilica slurry

  • Additive manufacturing (AM) of alkali-activated materials is a promising method for producing ceramic precursors, construction elements and other parts. A recently introduced AM process is laser-induced slip casting of lithium aluminate/microsilica slurries, which yields parts with excellent mechanical strengths. To clarify the underlying mechanisms, μ-Raman spectroscopy was applied to parts produced by the process, and the dissolution and hydration of lithium aluminate was studied inter alia using conventional and in-situ X-ray diffraction. The results show that significant dissolution of lithium aluminate occurs, particularly at increased temperatures during laser interaction, which leads to an increase of pH and precipitation of an akopovaite-like Li-Al-CO3 layered double hydroxide. The increase of the pH is likely to induce dissolution of the microsilica and possibly formation of a hydrous lithium aluminosilicate gel. These observations explain the strength evolution of the studiedAdditive manufacturing (AM) of alkali-activated materials is a promising method for producing ceramic precursors, construction elements and other parts. A recently introduced AM process is laser-induced slip casting of lithium aluminate/microsilica slurries, which yields parts with excellent mechanical strengths. To clarify the underlying mechanisms, μ-Raman spectroscopy was applied to parts produced by the process, and the dissolution and hydration of lithium aluminate was studied inter alia using conventional and in-situ X-ray diffraction. The results show that significant dissolution of lithium aluminate occurs, particularly at increased temperatures during laser interaction, which leads to an increase of pH and precipitation of an akopovaite-like Li-Al-CO3 layered double hydroxide. The increase of the pH is likely to induce dissolution of the microsilica and possibly formation of a hydrous lithium aluminosilicate gel. These observations explain the strength evolution of the studied parts and can also aid the development and improvement of related AM methods.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Sebastian SimonORCiD, Gregor GluthORCiD
Persönliche Herausgeber*innen:S. Rossignol, Gregor Gluth
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Open Ceramics
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:7 Bauwerkssicherheit
7 Bauwerkssicherheit / 7.4 Baustofftechnologie
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Herausgeber (Institution):European Ceramic Society
Verlag:Elsevier
Verlagsort:Amsterdam
Jahrgang/Band:5
Ausgabe/Heft:Special issue: Alkali-activated materials and geopolymers in ceramics and beyond
Aufsatznummer:100060
Erste Seite:1
Letzte Seite:7
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Additive manufacturing; Alkali-activated materials; Laser-induced slip casting; Layered double hydroxide; Lithium
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Additive Fertigung
DOI:10.1016/j.oceram.2021.100060
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-520557
ISSN:2666-5395
Zugehöriger Identifikator:https://opus4.kobv.de/opus4-bam/frontdoor/index/index/docId/51984
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:01.02.2021
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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