Вплив термічної обробки в інтервалі 400−1300 °С на властивості нанокристалічних порошків

І.О.Марек 1*,
 
О.В.Дуднік 1,
 
С.А.Корній 2,
    

1 Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України , вул. Омеляна Пріцака, 3, Київ, 03142, Україна
2 Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАНУ, Львів, Україна
Mega_marekirina@ukr.net

Порошкова металургія - Київ: ІПМ ім.І.М.Францевича НАН України, 2021, #07/08
http://www.materials.kiev.ua/article/3315

Анотація

Досліджено властивості нанокристалічних порошків складу, % (мол.): 97 ZrO2–Y2O3; 95 ZrO2–3 Y2O3–2 CeO2; 92,5 ZrO2–2,5 Y2O3–5 CeO2; 90 ZrO2–2 Y2O3–8 CeO2; 88 ZrO2–12 CeO2, одержаних методом гідротермального синтезу в лужному середовищі з сумісно осадженої суміші гідроксидів, що мала залишкову вологість 15–20%. Властивості порошків визначено методами рентгенофазового аналізу (РФА), електронної мікроскопії, БЕТ, петрографії. Встановлено, що в порошках після гідротермального синтезу утворився метастабільний F-ZrO2. За даними РФА, фазове перетворення F-ZrO2 ® Т-ZrO2 розпочинається при 700 °С та завершується при 850–1000 °С. Кристалооптичні характеристики порошків вказують на те, що означений фазовий перехід починається вже при 400 °С. Особливості зміни об’ємів елементарних комірок F-ZrO2 та Т-ZrO2 пов’язані зі спотворенням кристалічних ґраток внаслідок дії різних механізмів при сумісній стабілізації твердого розчину на основі ZrO2, а також із співвідношенням Y2O3 та СеО2 у твердому розчині. При сумісній стабілізації ZrO2 збільшується ступінь тетрагональності порошків. Утворення Т-ZrO2, здатність якого до фазового переходу Т-ZrO2 ® М-ZrO2 збільшується, підвищує ефективність механізму трансформаційного зміцнення в керамічних матеріалах на основі твердих розчинів ZrO2 (Y2O3, СеО2). Морфологія порошків змінюється топологічно безперервно, а розмір їх первинних частинок до 1150 °С майже не збільшується. Характер зміни питомої поверхні порошків (від 153 до 2 м2/г) обумовлений фазовим переходом F-ZrO2 ® Т-ZrO2 та їх активністю до спіканням вище 1000 °С.


ГІДРОТЕРМАЛЬНИЙ СИНТЕЗ, НАНОКРИСТАЛІЧНИЙ ПОРОШОК, СИСТЕМА ZRO2—Y2O3—CEO2, СУМІСНА СТАБІЛІЗАЦІЯ, ТВЕРДІ РОЗЧИНИ НА ОСНОВІ ZRO2, ТРАНСФОРМАЦІЙНЕ ЗМІЦНЕННЯ