Study of Cleavage Fracture Strength of Cation-Tuned Yttrium Calcium Oxyborate Crystals
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Le résumé fourni par la source
The strategy of rare-earth cation substitution in yttrium calcium oxyborate (YCOB) crystals has attracted enormous interest over the years in the search for isostructural compounds with improved optical, thermal, and piezoelectric properties. However, our understanding of the importance of these rare-earth (R) cation-tuned R x Y 1– x Ca 4 O(BO 3 ) 3 (R:YCOB) crystals in the cleavage fracture strength is limited. Herein, to evaluate the effect of cation substitution on the cleavage fracture behavior of YCOB crystals, the cleavage fracture strengths of R:YCOB (R = Sc, Nd, Sm, and Er) crystals with varying substitution ratios were measured using a three-point bending test. The results showed that the cation-tuned YCOB crystals exhibit larger bending strength, with the highest values observed on the cleavage planes ( 2 01) and (101) in Sc 0.05 YCOB and Er 0.3 YCOB crystals, respectively, which are 32.1% and 28.7% higher than those of pure YCOB crystals with the same orientations. Building on the scanning electron microscopy results, we integrate the solid solution strengthening theories of alloys and propose that the introduction of R 3+ ions inevitably causes lattice distortion in YCOB crystals, which increases resistance to dislocation movement, thereby hindering crack propagation and ultimately enhancing bending strength. It is believed that these findings may open new avenues of research to overcome the cleavage fracture of larger YCOB crystals.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Study of Cleavage Fracture Strength of Cation-Tuned Yttrium Calcium Oxyborate Crystals
- Date Crossref
- 25/09/2025
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Ningbo University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Xidian University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Shanghai Institute of Ceramics pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Midea Group (China) pays non établi dans la noticeEntreprise
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School of Materials Science and Chemical Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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State Key Laboratory of Functional Crystals and Devices pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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School of Microelectronics The State Key Discipline Laboratory of Wide Bandgap Semiconductor Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Midea Corporate Research Center pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Ningbo University, Xidian University et Chinese Academy of Sciences, avec 6 autres affiliations.
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