Effect of Xerogel and Powder Synthesis Conditions on the Properties of Ceramics Based on t-ZrO2 in the ZrO2–СeO2–Al2O3 System

O. L. Belousova; Белоусова О. Л.; A. N. Parunova; Парунова А. Н.; N. Yu. Fedorenko; Федоренко Н. Ю.; V. L. Ugolkov; Уголков В. Л.; T. V. Khamova; Хамова Т. В.; O. A. Shilova; Шилова О. А.

doi:10.31857/S0132665123600449

Влияние условий синтеза ксерогелей и порошков на свойства керамики на основе t-ZrO₂ в системе ZrO₂–СeO₂–Al₂O₃

Авторы: Белоусова О.Л.¹, Парунова А.Н.¹^,2, Федоренко Н.Ю.¹, Уголков В.Л.³, Хамова Т.В.¹, Шилова О.А.¹^,2^,4
Учреждения:
1. Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН
2. Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
3. Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова, РАН
4. Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”
Выпуск: Том 49, № 6 (2023)
Страницы: 651-661
Раздел: Статьи
URL: https://journal-vniispk.ru/0132-6651/article/view/231986
DOI: https://doi.org/10.31857/S0132665123600449
EDN: https://elibrary.ru/ESKZOW
ID: 231986

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Методом совместного осаждения гидроксидов из водных растворов азотнокислых солей циркония ZrO(NO₃)₂⋅2H₂O, алюминия Al(NO₃)₃⋅9Н₂O и церия Се(NO₃)₃⋅9Н₂O водным 1 М раствором аммиака NH₄OH синтезированы ксерогели и порошки твердого раствора на основе диоксида циркония. Получена плотная керамика с низкими значениями пористости и водопоглощения. Проведена оценка влияния ультразвуковой обработки осадка и механообработки ксерогеля на физико-химические свойства полученных материалов.

Ключевые слова

диоксид циркония, совместное осаждение, ксерогели, нанопорошки, рентгенофазовый анализ, области когерентного рассеяния, ультразвук, механообработка

Список литературы

Kubrin R., do Rosario J.J., Lee H.S., Mohanty S., Subrahmanyam R.P., Smirnova I. Vertical convective coassembly of refractory YSZ inverse opals from crystalline nanoparticle // ACS Applied Materials & Interfaces. 2013. V. 5. P. 13146–13152.
Кораблева Е.А., Майзик М. А., Харитонов Д.В. Керамические материалы и изделия на основе ZrO2 для различного применения в металлургической промышленности // Труды Кольского научного центра РАН. 2018. Т. 9. № 2–2. С. 651–654.
Жигачев А.О., Головин Ю.И., Умрихин А.В. Мир материалов и технологий. Керамические материалы на основе диоксида циркония / А.О. Жигачев,; под общ. ред. Ю.И. Головина. М.: ТЕХНОСФЕРА, 2018. 358 с.
Miura N., Jin H., Wama R., Nakakubo S., Elumalai P., Plashnitsa V. Novel solid-state manganese oxide-based reference electrode for YSZ-based oxygen sensors // Sensors and Actuators B: Chemical. 2011.V. 152. P. 261–266.
Буякова С.П., Хлусов И.А., Кульков С.Н. Пористая циркониевая керамика для эндопротезирования костной ткани // Физ. мезомех. 2004. Т. 7. № Спец 2. С. 127–130.
Inuzuka M., Nakamura S., Kishi S., Yoshida K., Hashimoto K., Toda Y. Effect of hydroxyapatite dopant to yttria stabilized zirconia ceramics for biomedical application // Phosphorus Research Bulletin. 2003. V. 16. P. 75–82.
Верещагин В.И., Хабас Т.А., Кулинич Е.А., Игнатов В.П. Керамические и стеклокристаллические материалы для медицины: учебник. Томск: Издательство ТПУ, 2008. 147 с.
Вольхин В.В., Жарныльская А.Л., Казаков Д.А., Леонтьева Г.В. Синтез и стабилизация наноразмерной тетрагональной модификации диоксида циркония в алюмооксидной матрице // Химия и химическая технология. 2010. Т. 53. № 7. С. 3–7.
Жигачев А.О., Лысков Н.В., Жигачева Д.В. Стабилизация кубической фазы Sc2O3–ZrO2 легированием оксидовами иттрия и иттербия // Сборник материалов “Новые материалы и перспективные технологии”. М.: НПП ИСИС, 2019. С. 3–7.
Рутман Д.С., Торопов Ю.С., Плинер С.Ю. Высокотемпературные материалы из диоксида циркония. М.: Металлургия, 1985. 136 с.
Pampuch R., Haberko K. In: Vincezini P. editor. Ceramic Powders. Elsevier Publ. Co.; 1983. P. 623–634.
Tsubakino H., Nozato R., Hamamoto M. Effect of alumina addition on the tetragonal-to-monoclinic phase transformation in zirconia – 3 mol. % yttria // J. Am. Ceram. Soc. 1991. № 74 (2). P. 440–443.
Li J.–F., Watanabe R. Fracture toughness of Al2O3–particle dispersed Y2O3–partially stabilized zirconia // J. Am. Ceram. Soc. 1995. № 78 (4). P. 1079–1082.
Ануфриев А.О., Буякова С.П., Промахов В.В. Влияние порообразующих добавок на структуру керамики на основе ZrO2 // Письма в ЖТФ. 2014. Т. 25. Вып. 4. С. 194–198.
Веселов С.В., Стукачева Н.С., Кузьмин Р.И., Черкасова Н.Ю., Перепелкин М.Ю., Мызь А.Л. Структура и механические свойства керамических материалов системы Al2O3–ZrO2 // Научный вестник НГТУ. 2016. Т. 65. № 4. С. 207–217.
Макарова Е.Н. Изучение закономерностей физико-химических процессов получения керамики на основе нанопорошка диоксида циркония, стабилизированного оксидами иттрия, церия и алюминия: Дисс. ... канд. хим. наук: 05.16.06. Пермь. 2016. 135 с.
Podzorova L.I., Il’icheva A.A., Mikhailina N.A. Effect of Preparation Conditions on the Phase Composition of ZrO2–Al2O3–CeO2 Powders // Neorg. Mater. 2002. № 12. P. 1455–1461.
Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость // Пер. с англ., 2-е изд. М.: Мир. 1984. 306 с.
Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982. 632 с.
ГОСТ 473.4-81 Изделия химически стойкие и термостойкие керамические. Метод определения кажущейся плотности и кажущейся пористости. Взамен ГОСТ 473.4-72; введ. 1981-01-07. М.: Издательство стандартов, 1981. 2 с.
ГОСТ 21216-2014. Сырье глинистое. Методы испытаний. Взамен ГОСТ 21216.0-93; введ. 2015-07-01. М.: Стандартинформ, 2015. 40 с.
Yashima M., Mitsuhashi T., Takashina H. Tetragonal-Monoclinic Phase Transition Enthalpy and Temperature of ZrO2-CeO2 Solid Solutions // Journal of the American Ceramic Society. 1995. V. 78. № 8. P. 2225–2228.
Ульянова Т.М., Крутько Н.П., Витязь П.А., Титова Л.В., Медиченко С.В. Особенности формирования структуры тугоплавких соединений на основе ZrO2 // Доклады НАН Беларуси. 2004. Т. 48. 103.
Ульянова Т.М., Крутько Н.П., Титова Л.В., Медиченко С.В., Паэмурд Е.С. Структура и физико-химические свойства наноструктурных композиционных порошков на основе тугоплавких оксидов алюминия и циркония // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя хімічных навук. 2008. № 4. С. 106–115.