Процессы консолидации, межфазное взаимодействие и свойства трансформационно-упрочняемой циркониевой керамики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.06, доктор технических наук Севастьянова, Ирина Геннадьевна

• Севастьянова, Ирина Геннадьевна
• доктор технических наук
• 2000

Оглавление диссертации доктор технических наук Севастьянова, Ирина Геннадьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ НОВОЙ КЕРАМИКИ (литературный обзор ).

1.1. Проблемы формирования ультрадисперсного состояния при синтезе порошков керамики и тугоплавких соединений.

1.2. Особенности процессов консолидации и массопереноса в неравновесных ультрадисперсных системах.

1.3. Влияние термостимулированных мартенситных превращений на структуру и свойства трансформационно-упрочняемых керамик.

ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Постановка задачи исследования.

2.2. Методики исследования.

2.2.1. Лазерное модифицирование ультрадисперсных порошков.

2.2.2. Определение плотности и пористости.

2.2.3. Дифференциально-термический анализ.

2.2.4. Определение удельной поверхности.

2.2.5. Мессбауэровская спектроскопия.

2.2.6. Определение формы и размера частиц.

2.2.7. Электронно-микроскопический фазовый анализ.

2.2.8. Комплексонометрический анализ.

2.2.9. Атомно-эмиссионный анализ.

2.2.10. Нейтронно-активационный анализ.

2.2.11. Порометрический анализ.

2.2.12. Рентгеноструктурный анализ.

2.2.12.1. Гармонический анализ определения ОКР.

2.2.12.2. Определение размера зерен.

2.2.12.3. Рентгенофазовый анализ.

2.2.13. Микроструктурный и фрактографический анализы.

2.2.14. Морфологический анализ структуры.

2.2.15. Микрорентгеноспектральный анализ.

2.2.16. Определение теплофизических свойств.

2.2.17. Определение трещиностойкости и твердости.

2.2.18. Сверхпластическое деформирование.

2.2.19. Определение триботехнических свойств.

2.2.20. Определение коррозионной стойкости в жидких средах.

2.2.21. Определение сверхпластичности при растяжении.

2.2.22. Методика приготовления опытных образцов.

ГЛАВА 3. ПРОЦЕССЫ ПОЛУЧЕНИЯ, ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВОГО СОСТАВА УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ.

3.1. Особенности неравновесной кристаллизации при низкотемпературном синтезе ультрадисперсных порошков на основе диоксида циркония с регулируемой структурой.

3.2. Структурные и фазовые превращения при лазерном модифицировании ультрадисперсной порошковой системы z1o2 - Y2O3 - ai2o3.

ГЛАВА 4. ПРОЦЕССЫ КОНСОЛИДАЦИИ, ЭВОЛЮЦИИ МИКРОСТРУКТУРЫ И ДИФФУЗИОННОГО МАССОПЕРЕНОСА В МОДИФИЦИРОВАННЫХ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ.

4.1. Закономерности уплотнения при прессовании и спекании.

4.2. Механизм формирования поровой структуры при спекании.

4.3. Эволюция микроструктуры и фазовые превращения при спекании ультрадисперсных порошков системы Zr02-Y203-Ab03.

4.4. Взаимная диффузия в ультрадисперсной системе гЮг-УгОз-АЬОз.

ГЛАВА 5. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СВОЙСТВ ТРАНСФОРМАЦИОННО-УПРОЧНЯЕМЫХ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

5.1. Роль структуры и фазовых превращений при разрушении и формировании механических и теплофизических свойств Y-TZP-ai2o3 керамики.

5.2. Сверхпластическое деформирование Y-TZP-ai2o3 керамики.

5.3. Хрупкое разрушение и износ при трении Y-TZP-ai2o3 керамики.

ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

6.1. Производственные испытания керамических деталей для установок полирования оптических линз.

6.2. Исследование работоспособности керамики на основе диоксида циркония в условиях высокотемпературного газового потока.

6.3. Производственные испытания деталей «Завихритель» аппаратов для воздушно-плазменной резки.

6.4. Стендовые испытания деталей «Экран теплоизоляционный» для чувствительных элементов авиационных приборов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Процессы консолидации, межфазное взаимодействие и свойства трансформационно-упрочняемой циркониевой керамики»

Научно-технический прогресс неразрывно связан с совершенствованием существующих и созданием новых материалов. Расширение рынка керамики, представляющей собой объект порошковой технологии, продиктовано перспективностью ее применения в машино- и автомобилестроении, авиа- и аэрокосмической технике, медицине и сферах высших технологий. Керамические материалы необходимы для создания изделий двигателей с повышенными рабочими температурами и топливной эффективностью, коррозионностойких высокотемпературных элементов теплообменников, износостойких деталей для высокотемпературных трущихся частей механизмов, волочильного, абразивного и режущего инструмента, имплантантов, аппаратуры и инструментов для медицинских целей.

Потребности современной техники в керамических материалах обусловлены не только их уникальным комплексом свойств, сочетающим в себе высокую температуру плавления, твердость, износостойкость, прочность, химическую стойкость, возможность формоизменения в режиме сверхпластической деформации, а также предпосылками предотвращения угрозы сырьевого дефицита и решения экологических проблем, перспективностью и гибкостью технологических приемов, позволяющими увеличить потенциальные ресурсы материалов и соответствовать запросам новейших научно-технических разработок. Анализ развития мирового производства керамических материалов показывает, что общий объем производства перспективной керамики в мире в 1980 году оценивался в 3 млрд. долл., в 1995 году составил 5 млрд. долл, а к 2000 году возрастет до 30 - 50 млрд. долл.

В этих условиях особую актуальность приобретают работы по созданию, исследованию и внедрению новых оксидных керамических материалов, к числу которых можно отнести трансформационно-упрочненные TZP*-A1203 керамики на основе частично стабилизированного диоксида циркония с высоким потенциалом вязкости разрушения и реализацией эффекта сверхпластичности. Однако особенность атомной "архитектуры" керамики, связанная с наличием сильной гибридной ионно-ковалентной связи и значительной сдвиговой устойчивости кристаллической решетки, является причиной высокой хрупкости материалов и ограничивает диапазон областей их использования. Проблему представляют также полиморфные превращения, влияющие на механизмы синтеза твердых растворов с другими оксидами и свойства образующихся продуктов, процессы интенсивного роста зерна, первичной и вторичной рекристаллизации, изменения субструктуры при спекании.

Одним из условий достижения заданных свойств керамики на основе Z1O2 является использование высокочистых ультрадисперсных порошков (УДП) контролируемого химического и фазового составов, необходимой морфологии и распределения частиц по размерам, активности при спекании, которые могут быть получены химическими методами. К сожалению, данные исследований в области синтеза сложных ультрадисперсных керамических систем /1-4/ немногочисленны, односто-ронни и в большей степени частично отражают особенности формирования свободных от собирательной рекристаллизации и аномального роста зерна структур, обеспечивающих протекание необратимых процессов диссипации энергии и соответствующее повышение сопротивления хрупкому разрушению. Кроме того, в болылин

TZP* - Tetragonal Zirconia Polycristals стве случаев полученные УДП характеризуются быстрым рекристаллизационным смещением границ при достаточно низких температурах спекания порядка 0,3 Тш, обусловленным повышенным значением химического потенциала атомов мелкодисперсной структуры. Поэтому в излагаемой работе поставлена одна из основных задач исследовать особенности синтеза тройной системы на основе ZrCb, приготовленной методом совместного осаждения из растворов солей, установить закономерности формирования ультрадисперсных продуктов и предложить пути, позволяющие снизить долю избыточной (поверхностной) энергии и стабилизировать рост зерна при спекании УДП.

На практике возможности улучшения кинетики спекания и качества материалов за счет применения порошков с ультрамелким размером частиц сложно реализовать. Так, наряду с преимуществами и перспективностью растворных технологий получения ультрадисперсных систем (УДС) имеются проблемы образования агломератов, содержащих микропоры. Присутствие в субмикронных порошках агломератов (кластеров индивидуальных частиц) приводит к образованию в отформованном компакте локальных разноплотных областей с неоднородным распределением пор по размерам, ограничивает возможности достижения высокой плотности сырца, влияет на характер формирующихся при спекании структур, тормозит развитие процессов спекания на начальных стадиях /5 - 9/. Ощущается недостаток точных количественных исследований на модельных порошковых объектах с определенной структурой. Моделирование подобных объектов сдерживается отсутствием порошков с известными морфологией и распределением частиц. В силу этих причин вопрос управления структурой порошков и порошковых компактов становится одним из основных в технологии керамических материалов. Поэтому автор претендует на разработку системного методологического и теоретического подходов для анализа процесса спекания неоднородных структур и развитие на их основе исследований по спеканию ультрадисперсных керамических систем.

Состояние порошков и микроструктура порошковых компактов влияют на эффективность процессов спекания и взаимной диффузии. Основные результаты по спеканию порошковых материалов в настоящее время получены преимущественно для од покомпонентных систем /10, 11/ и в значительной мере базируются на изучении вкладов различных механизмов самодиффузии в массоперенос при спекании /12, 13/. В современной литературе вопросы взаимной диффузии в неоднородной среде, в том числе в порошковых нанокристаллических материалах, представлены недостаточно. Слабо используется опыт, накопленный при исследовании взаимной диффузии в однородных средах. В связи с этим представляло интерес исследование и описание диффузионных процессов, характеристик и эффектов, которые сопутствуют взаимной диффузии в компактах из УДП, имеющих поликристаллическую структуру с малым характерным линейным размером зерна.

Компромисс между оптимальными физико-механическими, деформационными, коррозионными свойствами и термостойкостью керамики на основе Z1O2 может быть достигнут не только через химический состав, предысторию синтеза порошков, процессы формирования нанокристаллической структуры, а также посредством легирования и управления тетрагонально-моноклинными трансформациями. Не смотря на большой объем экспериментальных данных /14 - 16 и др./, в настоящее время сохраняется значительная неопределенность в сущности процессов, протекающих при фазовых превращениях материалов на основе Zr02. Недостаток новых сведений научного характера затрудняет анализ и прогнозирование физико-механических свойств трансформационно-упрочняемых керамик, оптимизацию их эксплуатационных характеристик. Следует отметить, что в связи с такими особенностями деформирования и разрушения керамик, как неоднородность структуры, чувствительность свойств к технологии производства, высокая хрупкость, оценка механических характеристик сопряжена с большими техническими трудностями. Существующие подходы механики разрушения, основанные на использовании традиционных методик экспериментальных исследований не всегда применимы для определенных керамик. Все вышеизложенное свидетельствует о необходимости разработки новых специальных методик исследований и выяснения взаимосвязи между активным состоянием исходных порошков, фазовыми превращениями, развитием микроструктуры, кинетикой диффузионного массопереноса порошковых компактов и свойствами керамических материалов.

Основная научная идея излагаемой работы заключается в совершенствовании существующих и разработке нового способа получения сверхтонких керамических порошков, подходов и принципов структурного дизайна, технических решений получения материалов на основе частично стабилизированного ZrCb, поиске возможных путей улучшения имеющихся и придания им качественно новых свойств.

Материалы диссертации являются результатом теоретических и экспериментальных исследований, выполненных автором на кафедре "Композиционные и порошковые материалы, покрытия" и в НИИ проблем порошковой технологии и покрытий Республиканского инженерно-технического центра порошковой металлургии при Пермском государственном техническом университете в соответствии с научно-технической программой "Исследования, разработка и применение альтернативных технологий и создание новых материалов, устройств и технических решений специального назначения", утвержденной приказом № 187. ДСП ГК РСФСР по делам науки и высшей школы от 12.03.91 г.; научно-технической программой "Проведение фундаментальных и прикладных исследований в области порошковой металлургии при создании новых функциональных материалов", утвержденной приказом № 190 Министерства науки, высшей школы и технической политики РФ от 15.11.91 г.; подпрограммой "Новые материалы" федеральной целевой научно-технической программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения" на 1996-1998 гг., утвержденной Государственным комитетом по высшему образованию 16.12.95 г.; межвузовской научно-технической программой "Исследования в области порошковых технологий", утвержденной приказом № 390 ГК по высшей школе Министерства науки, высшей школы и технической политики РФ от 30.06.92 г.; проектом государственной научно-технической программы России "Новые материалы", утвержденным приказом № 1052 Министерства науки, высшей школы и технической политики РФ от 3.09.92 г.; грантом по фундаментальным исследованиям в области металлургии на 1996- 1997 гг. в рамках государственной научно-технической программы "Новые материалы", утвержденным 17.12.95 г. Государственным комитетом РФ по высшему образованию.

Целью представляемой автором работы является создание научных основ и технологии получения материалов на основе частично стабилизированного ZrC>2 со свободной от собирательной рекристаллизации и аномального роста зерна структурой, контролируемыми полиморфными превращениями, протекающими при термических и механических нагрузках и повышенной энергоемкостью разрушения при использовании лазерного модифицирования ультрадисперсных порошков.

В соответствии с указанной целью в работе были поставлены следующие задачи:

1. Установить закономерности формирования ультрадисперсных продуктов с метастабильным тетрагональным состоянием и рекомендовать оптимальные условия синтеза низкоагломерируемых многокомпонентных оксидных систем.

2. Изучить влияние лазерного излучения на модифицирование и формирование поверхности и фазового состава керамических УДП.

3. Исследовать кинетику уплотнения, тенденцию формирования микроструктуры, механизмы фазообразования и диффузионного массопереноса в условиях активного спекания и указать возможные пути регулирования структурных изменений при получении материалов из модифицированных УДП с плотностью, близкой к теоретической.

4. Выяснить влияние фазового состава и структуры на свойства и разработать научные и технологические основы получения материалов на основе частично стабилизированного Zr02 при использовании лазерного модифицирования УДП, обеспечивающих заданный комплекс физико-механических, теплофизических, коррози-онностойких свойств и сверхпластичность в условиях температурного-силового за-критического деформирования.

5. Исследовать работоспособность материалов на основе частично стабилизированного Zr02 из модифицированных УДП в натурных условиях.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

1. Установлены особенности структурной эволюции ультрадисперсных систем при лазерной обработке.

2. Получены сведения о фазовых трансформациях в ультрадисперсных модифицированных системах на основе ZrCb при спекании и охлаждении от температуры спекания, а также в процессе термических и механических обработок керамики из ультрадисперсных модифицированных порошков.

3. Предложена кинетическая модель рекристаллизации однородного материала в условиях с непостоянным числом и пространственным распределением стопоров границ зерен, расширены представления о рекристаллизационной природе активности УДП.

4. Разработана модель, объясняющая механизм массопереноса и диффузионной гомогенизации в ультрадисперсных системах на основе ZrCb, и уточнены условия активного спекания керамических УДП с метастабильной тетрагональной структурой.

5. Идентифицирован эффект реализации закритической стадии деформирования в экспериментах на трехточечный изгиб Y-TZP-ai2o3 керамики при высоких температурах и установлен характер протекания диссипативных процессов при сверхпластической деформации.

6. Установлены закономерности влияния термостимулированных мартенсит-ных превращений на формирование структуры и свойств циркониевой керамики.

7. Разработаны научные основы получения нанокристаллических материалов на основе частично стабилизированного ZrC>2 из модифицированных УДП.

На защиту выносятся основные положения, вытекающие из теоретических и экспериментальных исследований:

1. Обоснование возможных путей регулирования фазовых и структурных превращений в полученных методом совместного осаждения из растворов солей продуктах.

2. Оценка роли лазерного модифицирования при формировании поверхности и фазового состава УДП и разработка способа приготовления сверхтонких частиц с помощью лазерной обработки.

3. Развитие представлений о фазовых превращениях, кинетике, структурной динамике и рекристаллизационной природе диффузионной активности УДП.

4. Объяснение механизма массопереноса в Y-TZP-АЬОз керамике по предложенной статистической модели структуры и применимость ее для прогнозирования условий активного спекания УДП.

5. Разработка методологического подхода для реализации закритической стадии деформирования и оценки характера диссипативных процессов, протекающих при сверхпластической деформации Y-TZP-ai2o3 керамики.

6. Определение взаимосвязи между фазовыми трансформациями, структурой и свойствами керамики на основе частично стабилизированного Zr02.

7. Создание научных и технологических основ получения из модифицированных УДП нанокристаллических материалов на основе частичного стабилизированного Zr02.

Достоверность экспериментальных данных основана на использовании современных технических средств и методик исследований, хорошей корреляции результатов моделирования и эксперимента, подтверждении другими авторами некоторых основных положений диссертации.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

1. Получены и экспериментально подтверждены аналитические зависимости для расчета потерь энергии, доли поглощенного излучения и экранируемой поверхности при лазерной обработке, учитывающие основные технологические факторы при целенаправленном управлении структурным состоянием и свойствами модифицированных УДП.

2. Предложены технологические приемы регулирования фазовых и структурных превращений в УДС, позволяющие получать керамические материалы с заданной микроструктурой и свойствами.

3. Разработаны методики лазерного модифицирования ультрадисперсных порошков, экспериментального исследования процессов рекристаллизации в ультрадисперсных системах, определения трещиностойкости, комплексной экспресс-оценки теплофизических свойств композиционных керамических материалов, методологический подход для реализации закритической стадии деформирования и оценки характера диссипативных процессов, протекающих при сверхпластической деформации в керамике.

4. Предложен способ получения с помощью лазерной обработки ультрадисперсных сложных оксидных порошков контролируемого химического и фазового составов, заданной морфологии и структуры.

5. Получены положительные результаты стендовых испытаний в КЕМ НПО "Искра" г.Пермь вкладышей критического сечения для малогабаритных управляющих двигателей летательных аппаратов, изготовленных из композиционного материала на основе частично стабилизированного ZrCh.

6. Керамические детали для узла фиксации установки полирования оптических линз, изготовленные по разработанной технологии, были испытаны в производственных условиях НПАО "Эхо" г.Пермь и показали более высокую работоспособность, чем детали, изготовленные из стали 9X18.

7. По результатам производственных испытаний в АО "Уралхиммонтаж" г.Пермь изготовленных из циркониевой керамики деталей, входящих в комплектность аппарата для воздушно-плазменной резки черных и цветных металлов и сплавов, принято решение о их внедрении в серию.

8. Стендовые испытания в АООТ "Пермская приборостроительная компания" деталей для чувствительных элементов авиационных приборов, изготовленных из циркониевой керамики, показали более высокие эксплуатационные характеристики по сравнению с ранее применявшимися материалами.

Основные результаты работы представлены на Уральской региональной конференции по порошковой металлургии (Пермь, 1987 г.), Всесоюзной научной конференции по проблемам прочности и пластичности (Куйбышев, 1989 г.), международной конференции "Химия твердого тела" (Одесса, 1990 г.), семинаре ученых и специалистов научных организаций и предприятий "Ультрадисперсные и неупорядоченные системы. Свойства и структура" (Пермь, 1991 г.), научно-технической конференции по межвузовским инновационным программам "Исследования в области порошковой технологии" и "Трансфертные технологии, комплексы и оборудование" (Пермь, 1993 г.), международной научно-технической конференции "Новые технологии получения слоистых и порошковых материалов, композиционных покрытий" (Сочи, 1993 г.), научно-технической конференции "Керамика в народном хозяйстве" (Суздаль, 1993 г.), международном аэрозольном симпозиуме (Москва, 1994 г.), международной конференции "Miss-94" по композиционным материалам (Москва, 1994 г.), международной конференции "НАНО-94" (Германия, Штуттгарт, 1994 г.), международном симпозиуме "Механика разрушения керамики" (Германия, Карлсруэ, 1995 г.), международной конференции "Деформирование и разрушение в структуре порошковых материалов" (Словакия, Кошице, 1996 г.), международной конференции "Электрокерамика V" (Португалия, Авейро, 1996 г.), Европейской конференции "EURO Mat-97" (Нидерланды, Маастрит, 1997 г.), Международном симпозиуме «Механика разрушения керамики» (Москва, 1999 г.).

По теме диссертации опубликовано 48 работ, учебное пособие, 2 авторских свидетельства и патент Российской Федерации.

Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложений, изложена на 249 страницах машинописного текста, включая 23 таблицы, 56 рисунков и библиографию в количестве 203 наименований.

Заключение диссертации по теме «Порошковая металлургия и композиционные материалы», Севастьянова, Ирина Геннадьевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлены закономерности формирования ультрадисперсных продуктов с метастабильным состоянием, определяющиеся структурными и морфологическими факторами, которые в свою очередь зависят от кислотно-основных реакций и режимов термической обработки. Показано, что локализованная коагуляция, протекающая на ранних стадиях процесса соосаждения, может быть предотвращена при использовании водного раствора винной кислоты концентрацией 0,007 моль/л. Выбранные оптимальные условия синтеза многокомпонентных оксидных систем с развитой поверхностью гарантируют рентгеноаморфное состояние и низкую агломерируемость целевого продукта.

2. Разработана методика и создана установка лазерного модифицирования ультрадисперсных порошков. Изучены особенности взаимодействия лазерного излучения с веществом на макроуровне. Получены и экспериментально подтверждены аналитические зависимости, связывающие потери энергии, долю поглощенного излучения и экранируемой поверхности с основными технологическими параметрами процесса. Определены возможности целенаправленного управления структурным состоянием и свойствами УДП при лазерной обработке, обеспечивающей получение нанопорошков на основе Zr02 с фазами селективной стехиометрии, аморфизированным поверхностным слоем и низкой поверхностной активностью, которая обусловливает стабилизацию размера зерна при спекании.

3. Исследовано влияние наследственности структуры ультрадисперсных порошков на процессы консолидации и механизм формирования поровой структуры при спекании. Показано, что обеспечение заданного типа распределения пор по размерам в ультрадисперсных порошковых компактах позволяет управлять как кинетикой уплотнения при прессовании и объемными изменениями в условиях активного спекания, так и пористой структурой материала.

4. Предложена кинетическая модель, объясняющая механизм усадки УДП с позиций рекристаллизационной природы их активности, согласно которой структурная неоднородность Y-TZP-ai2o3 керамики слабо влияет на распределение зерен по размерам. Межфазные границы, поры и примеси существенно влияют на средний размер зерна, наблюдаемое измельчение которого с увеличением времени спекания при 1800 °С обусловлено ростом количества стопоров границ зерен в результате увеличения пористости и фазовой перекристаллизации при охлаждении. Установлено, что лазерная обработка порошка способствует получению равноосной формы зерна.

5. Выявлен характер мартенситных фазовых превращений Y-TZP-AI2O3 керамики, определяющийся наследственностью структуры синтезированного продукта, условиями спекания и механической обработки. Спекание на воздухе способствует обогащению поверхностных слоев материала t'- фазой с пониженной степенью тетрагональности и стимулирует t-m трансформацию. Частичное восстановление диоксида циркония при спекании в вакууме обеспечивает образование кислородных вакансий, стабилизирующих тетрагональные формы Zr02 Механическая обработка, инициирующая высокие напряжения на поверхности, вызывает нарушение симметрии профилей t-фазы линий (111), которое сопровождается тетрагонально-ромбоэдрическим и тетрагонально-моноклинным переходами.

6. Описаны условия активного спекания ультрадисперсной системы Zr02-y2o3-ai2o3, включающие интенсификацию процесса усадки и ускорение диффузионного транспорта компонентов к фронту кристаллизации и определяющиеся их растворимостью друг в друге и гомогенностью распределения. Показано, что замедление рекристаллизационного роста зерна Y-TZP-ai2o3 керамики обеспечивается нерастворившимися частицами AI2O3 и соединениями 2Y2O3AI2O3 и 3Y2O35AI2O3, образовавшимися в процессе диффузионной гомогенизации.

7. Разработаны методики экспериментального исследования рекристаллизации однородного материала в условиях с непостоянным числом и пространственным распределением стопоров границ зерен, экспресс-оценки теплофизических характеристик композиционных керамических материалов, построения и расшифровки машинных диаграмм напряжение-деформация при создании условий для равновесной закритической деформации в локальной зоне образца, использование которых позволило комплексно решить вопросы изучения и оптимизации структуры и свойств нанокристаллической циркониевой керамики.

8. В керамике с метастабильной тетрагональной структурой реализация равновесного характера протекания диссипативных процессов на закритической стадии деформирования и активируемые сдвиговыми напряжениями и температурой тетрагонально-моноклинные трансформации обеспечивают при температуре 1600 °С двукратное увеличение ресурса прочности образцов со шлифованной поверхностью и значительную износостойкость при работе со сталью, медью и титановым сплавом.

9. Предложен способ приготовления сверхтонких керамических порошков с помощью лазерной обработки с улучшенными свойствами за счет формирования хрупких пористых агрегатов со сглаженным рельефом поверхностного слоя индивидуальных частиц и увеличения их дисперсности до размера 10-16 нм при сохранении рентгеноаморфного состояния, защищенный патентом. При ингибировании роста зерна посредством использования лазерного модифицирования нанопорошков с аморфизированным поверхностным слоем и низкой поверхностной активностью, а также за счет распределенной по границам зерен АЬОз - фазы сформирована оптимальная структура материала с метастабильной t-фазой ZrOj, повышенное содержание которой способствует более активному протеканию процесса поглощения энергии деформации в результате t-m превращения в поле напряжений и увеличению трещиностойкости.

10. Разработаны научные принципы и технология получения трансформационно-упрочняемой циркониевой керамики при использовании лазерного модифицирования исходных порошковых компонентов, применение которой позволит расширить область функционирования аппаратов и механизмов, соответствующих запросам топливно-энергетического, машиностроительного и металлургического комплексов.

11. На основании разработанной технологии получения трансформационно-упрочняемой циркониевой керамики изготовлены и успешно прошли производственные испытания опытные партии деталей конструкционного и функционального назначения, входящие в комплектность аппаратов для воздушно-плазменной резки черных металлов и сплавов ("Завихритель"), установок полирования оптических линз ("Гнездо"), двигательных установок для авиационной и космической техники ("Вкладыш"), элементов авиационных измерительных приборов ("Экран теплоизоляционный").

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Севастьянова, Ирина Геннадьевна, 2000 год

1. Lin K.L., Lin Т.Н. Coprecipitated Zirconia-Alumina Powders//! Mater. Sci. andEngin. 1989. -№ 3. -P.211-216.

2. Полежаев Ю.М., Барбина T.M., Рутман Д.С., Топоров Ю.С. Определение условий совместного осаждения гидроксидов циркония и иттрия // Огнеупоры. 1984. - № 7. - С.25-27.

3. Дабижа А. А., Прокофьев А.В., Чупин А.И., Фридрих АД. Особенности химической технологии порошков состава Zr02-Y203-Ab03 и апробация их в технологии керамики // Огнеупоры. 1991. - № 2. - С. 9-11.

4. Подзорова Л.И., Ильичева А.А., Михайлина Н.А. и др. Исследование гомогенного осаждения диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия // Огнеупоры. -1995. № 6. - С.2-5.

5. Кабанова М.И., Дубок В.А. и др. Спекание и эволюция пористости в прессовках, полученных из порошков Zr02 (Y2O3) при давлении 6 ГПа // Порошковая металлургия. 1993. - № 2. - С.30-36.

6. Morgan С.S., MoCoroleK.H. Sintering and Desintering of Thoria//Sintering and Related Phenomena// Ed. Kuczinski G.C. New York, London: Plenum Press, 1973.-P.293-299.

7. WuJ-M., WuC-H. Sintering Behaviour of Highly Agglomerated Ultrafine Zirconia Powders // J. Mater. Sci. 1988. - V.23, № 9. - P.3290-2399.

8. LangeF.F., Schubert, ClaussenN., RuhlM. Effects of Attrition Milling and Post-Sintering Head Treatment on Fabrication, Microstructure and Properties of

9. Transformation Toughened Zr02// J. Mater. Sci. 1986. - V.21, № 3. - P.768-774.

10. Thomson M. A., Young D R., MoCarthey E.R. Influence of Precipitating Atmosphere on Sintering of Zr02 +12 mol. % Y2Ch // J. Amer. Ceram. Soc. -1973. -V.56, № 12. P.648-654.

11. Новиков В.И., Трусов Л И., ЛаповокВ.Н., Гелейшвили Т.П. Особенности процессов переноса массы при спекании ультрадисперсных порошков // Порошковая металлургия. 1983. - № 7. - С.39-46.

12. Новиков В.И., Свирида С.В., Трусов Л.И. и др. Инициирование диффузионного массообмена и фазового превращения в ультрадисперсных средах при рекристаллизации // Металлофизика. 1984. - Т.6, № 4. - С.97-99.

13. Скороход В.В. Структурная динамика, реология и макрокинетика спекания высокодисперсных порошков // Свойства и применение дисперсных порошков,-Киев: Наукова думка, 1986. С.91-98.

14. Трусов Л.И., ЛаповокВ.Н., ГрязновВ.Г. и др. Процессы переноса массы в ультрадисперсных средах // Свойства и применение дисперсных порошков,- Киев: Наукова думка, 1986. С.98-114.

15. Muddle B.C. Displacive Phase Transformation in Zirconia-Based Ceramics // Advanced Structural Ceramics. Symposium held December 1 -3, 1986, Boston, Massachusetts, USA. P. 3-16.

16. Bowman K.J., Reyes-Morel P.E., Chenl-W. Reversible Transformation Plasticity in Uniaxial Tension-Compression Cycling of Mg-PSZ // Advanced Structural Ceramics. Symposium held December 1 -3, 1986, Boston, Massachusetts, USA. -P.51-60.

17. Lancford J. Deformation of Transformation Toughened Zirconia // Advanced Structural Ceramics. Symposium held December 1 -3, 1986, Boston, Massachusetts, USA. P.61-74.

18. YuanQ.M., FanJ.Q., ShenJ.Y., ZhuX.H. and YangZ.F. Processing and Microstructure of Mullite-Zirconia Composites Prepared from Sol-Gel Powders // J. Amer. Ceram. Soc. 1987. - V.69, P.268-269.

19. Ismail M.G., Nakai M.V. and Sowiya S. Microstructure and Mecanical Properties of Mullite Prepared by the Sol-Gel Metod // J. Amer. Ceram. Soc. 1987. - 70. - P.7-8.

20. Colomban Ph. Chemical and Sol-Gel Processes: the Elaboration of Ultrafil Powders // I.Industrie Ceramique. 1985. - № 3. - P. 186-196.

21. Ulrich D.R. // Chem. and Eng. News. 1990. - V.68, № 1. - P.28.

22. Ramamurthi SangeefaD., Cu Zhengkui, Payne DfVidA. Zr02 with the Nanomaterial Size of Particles, Prodused by Emision Sol-Gel Method // J. Amer. Ceram. Soc. 1990. -V. 13, № 9. -P.2760-2763.

23. QuonH.H., Wang S.S., Aofa J. and others. Hydroftermal Synthesis of Zirconia and Proparation of Zirconia Mullit Composites // J. Interceram. - 1989. - № 33. -P. 15-17.

24. Anon. Commercializftion of Hydrothermal Technique for Producing Superfine Zirconia // Techno Japan. 1986. - V.19, № 9. - P.67-68.

25. Yoldas B.E. Aluminia Gels that From Porous Transparent А120з // J. Mat. Sci. -1975. -V. 10, P. 1856-1860.

26. Michael J.Lee, Ran Kong, HalloranJ.W. Processing and Sintering of Ultrafine Magnesia-Zirconia and (Magnesia-Yttria)-Zirconia Powders Readey // J. Amer. Ceram. Soc. 1990. - V.73, № 6. - P. 1499-1503.

27. Chen M., Giachello A,, Martinenco P.C. Ultrafine Y-PSZ Powders from Different Roats // J. Rev. Hautes Temper. Refract. 1985. - V.22, № 3-4. -P.191-192.

28. Чусовитина T.B., Торопов Ю.С., Матвейчук Г.С. и др. Использование концентрата иттрия для получения твердых электролитов на основе диоксида циркония // Огнеупоры. 1990. - №5. - С. 14-17.

29. Jonson D.W.(Jr) Innovations in Ceramic Powder Preparation // Ceramic Powder Science: Advances in Ceramics. Westerville: J. Amer. Ceram. Soc. 1987. -V.21. -P.3-20.

30. Kagawa M., Honda F., Onodera H., Nagae T. The Formation of Ultrafine A1203, Zr02 and Fe203 by Spray-ICP Technique // J. Mater. Res. Bull. 1983. - V. 18, № 11. - P. 1081-1087.

31. Varshney S.K., Beatty C.L. Formation of Silicon Carbide and Silicon Nitride by Vapour-Phase Reaction// J. Ceram. Eng. and Sci. Proc. 1982. - V.3, № 9/10. -P.555-564.

32. Biswas D.R. //J. Mater. Sci. 1989. - V.24, № 10. -P.3791.

33. Нитриды. Методы получения, свойства и области применения // Тр. V Всесоюзного семинара. Рига: Зинатне. - 1984.

34. Hausner Н. // Ceram. Mater, and Components for Engines. Lubek: Ber. DKG. -1987. -P.27.

35. Ishizaki К., Egashira Т., Tanaka К. et al. // J. Mater. Sci. 1989. - V.24, № 10. -P.3553.

36. Пархоменко В.Д., Сорока П.И., Краснокутский Ю.Н., ВерещакВ.Г. Плаз-мохимичеекие методы получения порошкообразных веществ и их свойства // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И.Менделеева. 1991.- Т.36, № 2. С.33-38.

37. Lee H.J., Eguchi К., Yoshida Т., Kato A. Preparation of Ultrafine Silicon Nitride and Silicon Nitride and Silicon Carbide Mixed Powders in a Hybrid Plasma // J. Amer. Ceram. Soc. 1990. - V.73, № 11. -P.3356-3362.

38. Анциферов ВН., Шмаков A.M., Халтурин В.Г., Айнагос А.Ф. Лазерный синтез ультрадисперсных порошков оксида алюминия // Порошковая металлургия. 1995. -№ 1/2. - С. 1-4.

39. Анциферов В.Н., Халтурин В.Г., Айнагос А.Ф. Структурные превращения в частицах ультрадисперсного порошка оксидной керамики ZrCh-AbCh^Ch // Физика и химия обработки материалов. 1996. - №5. - С. 110-116.

40. Haggin J. New Ceramic Materials Technology Developed // J. Chem. Eng. News.- 1990. № 10.-P.23.

41. Kreichbaum G.W., Kleinschmit P. Superfine Oxide Powders. Flame Hydrolysis and Hidrothermal Synthesis // J. Angew. Chem. Adv. Mater. - 1989. - V.101, № 10. - P. 1446-1453.

42. Munir Z.A. Synthesis of High Temperature Materials by Self-Propagating Combustion Methods // J. Amer. Ceram. Soc. Bull. 1988. - V.67, № 2. -P.342-349.

43. Александров В.В., Корчагин М.А. О механизме и макрокинетике реакций при горении СВС-систем // Физика горения и взрыва. 1987. - № 5. - С. 1720.

44. HiraoK., Miyamoto Y., KoizimiM. Combustion Synthesis of Nitride Powders under High Nitrogen Pressure // Advances in Ceramics. Westerville: J. Amer. Ceram. Soc. 1987. - V.21. -P.289-300.

45. Herring C. Effect of Change of Scale on Sintering Phenomena // J. Appl. Phys. -1950. V.21, № 4. - P.301-303.

46. Андриевский P.А. Особенности спекания ультрадисперсных порошков с ковалентной связью // Свойства и применение дисперсных порошков. Киев: Наукова думка. - 1986. - С. 138-143.

47. Lange F. Powder Processing Science and Technology for Increased Reliabity // J. Amer. Ceram. Soc. 1989. -V.72, № 1. -P.3-15.

48. Скороход В.В. Реологические основы теории спекания. Киев: Наукова думка. - 1972. - 149 с.

49. Бальшин М.Ю. Порошковое металловедение. М.: Металлургия, 1948. -383 с.

50. Бальшин М.Ю. // Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна. М.: Металлургия, 1972. - С.302-308.

51. Скороход В В., Солонин С М. Физико-металлургические основы спекания порошков. М.: Металлургия, 1984. - 158 с.

52. Lange F., MetcalfM. Processing-Related Fracture Origihs: Agglomerate Motion and Crack-Like Internal Surface Cauzed by Differential Sintering // J. Amer. Ceram. Soc. V.66, № 6. - 1983. - P.398^06.

53. ZengJ. Reed J.S. Effect of Particle Packing Characteristics on Solid-State Sintering // J. Amer. Ceram. Soc. V.72, № 5. - 1989. -P.810-817.

54. Галахов A.B., Вязов И.В., Шевченко В.Я., Ежов А.А. О влиянии пористой структуры формовки из субмикронных порошков на прочность керамики из диоксида циркония // Неорганические материалы. 1990. - Т.26, № 4. -С.828-833.

55. Чмель А., Еронько С.Б., Князев С.А. и др. Модификация поверхностного слоя а-АЬОз под действием излучения лазера с длиной волны 1,06 мкм // Поверхность. Физика, химия, механика. 1992. - № 9. - С.56-61.

56. Чеховский А.А., Рутковский А.Е. и др. Метод исследования термокоррозионных и теплофизических характеристик армированных материалов при одностороннем циклическом лучистом нагреве // Порошковая металлургия. 1993. - № 2. - С.43-45.

57. Heuberger М., Tell R., Petrow J. Modification of Ceramic Powders by ion Beam Treatment // Int. Conf. Powder Met. London, 2-6 July, 1990. PM'90. - V.I.London, 1990. - P.457-467.

58. Анненков Ю.М., Апаров H.H., Франгульян Т.С., Возняк А.В. Радиационно-термическое модифицирование циркониевой керамики // Физика и химия обработки материалов. 1998. - № 2. - С.56-61.

59. Кульков С.Н., Королев П.В., Мельников А.Г. и др. Фазовые превращения в порошке диоксида циркония после импульсного нагружения // Известия высших учебных заведений. Физика. 1995. - № 1. - С. 51-55.

60. Бояршинова Т.С., Сударева С.В., Гринберг Б.А. и др. Анализ гетерофазных структур алюминидов титана, синтезированных методом сферическогоударно-волнового воздействия // Физика металлов и металловедение. -1998. -Т.85, вып.4,- С. 121-128.

61. Wang J., Stevens R. Zirconia-toughened alumina: Areview // J. Mater. Sci. -1989. V.27, № 8. -P.3421-3433.

62. Katz J.D. Microwave Sintering of Ceramics // J. Annu. Rev. Mater. Sci. 1992. -V.22. -P.153-170.

63. Meek T.T., Blake R.D., Petrovic J.J. Microwave sintering of AI2O3 and ai2o3 -SiC whisker composites // J. Ceram. Eng. and Sci. Proc. 1987. - V.8, № 7. -P.861-871.

64. Coble R.L. Effects of Particle-Size Distribution in Initial-Stage Sintering // J. Am. Ceram. Soc. 1973. - V.56, № 9. - P.461^66.

65. Chappell J.S., Ring T. A., Birchall J.D. Particle Size Distribution Effect on Sihtering Rates // J. Appl. Phys. 1989. - V.60, № 1. - P.385-391.

66. Галахов A.B., Шевченко В .Я., Жаворонков Н.М. Уплотнение материалов с неоднородной пористостью при спекании // Докл. АН СССР. 1990. -Вып.5, № 311. - С. 1169-1173.

67. Вартанов К.Б. Спекание структурно-неоднородного пористого тела // Порошковая металлургия 1989 - № 2 - С.23-26.

68. Скороход В.В., Солонин Ю.М. О соотношении интегрального и локального уплотнения при спекании пористых тел // Порошковая металлургия 1983-№ 12,- С.25-30.

69. Kingery W.D., Francois В. The Sintering of Crystalline Oxides, I. Interaction Between Grain Boundaries and Pores // Sintering and Ralated Phenomena // Ed. Gordon and Breach. New York. - 1967. - P.471-496.

70. Галахов А.В., Крючков В. А., Прокофьев А.В. и др. Влияние давления формования на спекаемость субмикронных порошков тетрагонального диоксида циркония // Огнеупоры. 1993. - № 2. - С.5-11.

71. Kellett В.J., Lange F.F. Thermodinamics of Densification: I. Sintering of Simple Particle Arrays, Equilibrium Configurations, Pore Stability, and Shrinkage // J. Amer. Ceram. Soc. 1989. V.72, № 5. -P.725-734.

72. Lange F.F., Kellett B.J. Thermodinamics of Densification: II. Grain Growth in Porous Compacts and Relation to Densification// J. Amer. Ceram. Soc. 1989. -V.72, № 6.-P.735-741.

73. Beere W. The Second Stage Sintering Kinetics of Powder Compacts // J. Acta Metall. 1972. -V. 23, № 1. -P.139-145.

74. Морохов И.Д., Трусов Л.И., Лаповок B.H. Физические явления в ультрадисперсных средах. М.: Энергоатомиздат, 1984. 224 с.

75. Морохов И.Д., Трусов Л.И., Чижик С.Н. Ультрадисперсные металлические среды. М.: Атомиздат, 1977. 214 с.

76. Трусов Л.И., Аскунтович Н.Г., Боровикова Р.П. и др. Экспериментальное исследование эффекта зонального обособления в ультрадисперсных средах // Физика твердого тела. 1985. - Вып.6, № 27. - С. 1521-1524.

77. Гегузин Я.Е. Диффузионная зона. М.: Наука, 1979. 344 с.

78. Парицкая Л.Н., Новиков В.И., Кружанов B.C. Диффузионная гомогенизация объектов из ультрадисперсных порошков меди и никеля // Порошковая металлургия. 1982. -№ 5. - С.48-52.

79. Гегузин Я.Е., Макаровский НА, Богданов В.В. Об особенностях механизма спекания прессовок из ультрадисперсных порошков // Порошковая металлургия. 1984. - № 6. - С.39^14.

80. Tsukuma К. Mechanical Properties and Thermal Stability of Ce02 Containing Tetragonal Zirconia Polycrystals // J. Amer. Ceram. Soc. Bull. 1986. - V.65, № 10. - P. 1386-1389.

81. Dun J.-G., Dai Hs.-T., Hsu W.-Y. Synthesis and sintering behavior in Ce02-Zr02 ceramics // J. Mater. Sci. 1988. - V.23, № 8. - P.2786-2791.

82. Sarit B. Bhaduri, Amitavo Chakraborty, Mohan Rao R, Method of Fabricating Ceria-Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystals // J. Amer. Ceram. Soc. -1988. V.71,№ 9. - P.410-411.

83. Ihomass W. Colyil, William S. Coblens, Barry A. Bender. Transformation Toughening in Large-Grain-Size Ce02-Doped Zr02 Polycristals // J. Amer. Ceram. Soc. 1988. - V.71, № 2.-P.88-92.

84. Wang J.S., TsaiJ.F., Shelly D.K., Vircar A.V. Effect of MnO on the Microstructure, Phace Stability and Mechanical Properties of Ceria-Partially-Stabilized Zirconia (Ce-TZP) and Ce-TZP-Al203 Composites // J. Mater, Res. -1990. V.5, № 9. - P. 1948-1957.

85. Dun J.-G., Dai Hs.-T. Pintering, Microstructure, Hardness and Fracture Toughness Behavior of Y203-Ce02-Zr02 // J. Amer. Ceram. Soc. 1988. -V.ll,№ 10.-P.813-819.

86. Галахов A.B., Ильичева A.A., Михайлина H.A. и др. Механические свойства керамики Zr02 12 % Се02 с добавками CaO, Y203, Nb2Os // Огнеупоры. -1994.-№2.-0-10.

87. Hannink R.H. J. Significance of Microstructure in Transformation Toughening Zirconia Ceramics // J. Mater. Forum. 1988. - V.l 1, № 10. - P.43-60.

88. Maschio S., Bischoff E., Meriani S. Sintering Aids for Ce-TZP // Zirconia'88: Adv. Zirconia Sci and Technol.: Proc. Int Conf., Bologna, 1988. L. N.Y., 1989. - P.171-180.

89. Wang S., Chen K. Preparation of Ce-TZP and its Mechanical Behavior // Ceram. Mater, and Compon. Engines: Proc. 3rd Int. Symp., Las-Vegas, 1988. Westerwille (Ohio), 1989. -P.904-918.

90. Hwang S.-L., Chen I.-W. Grain Size Control of Tetragonal Zirconia Polycrystals Using the Spece Charge Concert. // J. Amer. Ceram. Soc. 1990. - V.78. -P.123-130.

91. Tsukuma K. et al. Sintered Product of Zirconia and Method of Producing the Same. Toyo Soda Manufacturing Co., Ltd. Patent N 4.690.910 USA. Japan. Int. CI. С 04B 35/48; С 04В 35/50. U.S.C1. 510/103.

92. Подзорова Л.И., Ильичева А.Л., Михайлина Н.А. и др. Получение и свойства керамики в системе Zr02Ce02Ca0 // Огнеупоры.- 1995. № 11. - С. 1417.

93. Rajendrans S., Swain M.V., Rassel H.J. Mechanical Properties and Microstructures of Co-Precipitation Derived Tetragonal Y203-Zr02-Al203 Composites //J. Mater. Sci. 1988. - V.23, № 5. - P. 1805-1812.

94. HofmanH., Michel В., GaucklerL.J. Zirconia Powder for TZP-ceramics Ti-Y-TZP // Zirconia'88. Adv. Zirconia Sci and Technol Proc. Int., Bologna, 16 17 Dec., 1988. - London, New-York. - 1989.

95. Дабижа А.А., УльрихВ.И., Дабижа Н А. и др. Реакционносвязанная керамика в системе Zr02-Y203-Al203-Ti02 // Огнеупоры. 1989. - № 1. — С. 18— 21.

96. Gritzner G., Hoftberger М., Pissenberger P. et al. Powder Preparation and Properties of Nb205 and Ta2Os Doped and Codoped Zirconia Ceramics // Fourth Euro Ceramics. 1995. - V.l. -P.201-206.

97. Evans A.G. Advances in Ceramics // J. Amer. Ceram. Soc., Inc. Columbus Ohio. 1984.-V. 12.-P. 193.

98. Evans A.G. and Cannon R.M. // J. Acta Metall. 1986. - V1.34. -P.761.

99. Гогоци Г.А., Галенко В.И., Завада В.П., Свейн М.В. Деформирование и разрушение диоксидциркониевой керамики, стабилизированной Ce02. I. Прочность и деформативность // Огнеупоры. 1995. - № 1. - С.8-12.

100. Гогоци Г. А., Галенко В.И., Завада В.П., Свейн М.В. Деформирование и разрушение диоксидциркониевой керамики, стабилизированной Ce02. II. Тре-щиностойкость // Огнеупоры. 1995. - № 3. - С.8-11.

101. Rose L.R.F., Swain M.V. Transformation Zone Shape in Ceria-Partially-Stabilized Zirconia // J. Acta Metall. 1988. - V.36, № 4. - P.955-962.

102. Whalen P.J., Reidinger F., Correale S.T. et al. Yttria Migration in Y-TZP During High-Temperature Annealing // J. Mater. Sci. 1987. - № 22. - P.4465-4469.

103. Chaim R., Brandon D.G., Heuer A H. A DifFusional Phase Transformation in Zr02 4 wt % Induced by Surface Segregation // J. Acta Metall. - 1986. - V.34, № 10.-P. 1933-1939.

104. Кабанова М.И., Дубок В.А. Фазовые и химические изменения при спекании частично стабилизированного диоксида циркония // Порошковая металлургия. 1992. - № 5. - С.85-89.

105. Ramaswamy P., AgrawalD.C. Effect of Sintering Zirconia with Calciain very low Partial Pressure of Oxygen // J. Mater. Sci. 1987. - № 22. - P. 1243-1248.

106. Tomaszewski H., Godwod K., Gorecka J. et al. Influence of Oxygen Content in a Sintering Atomosphere on the Phase Composition and Mechanical Properties of A1203 10 wt % Zr02 Ceramics // Ibid. - 1988. - № 7. - P.788-780.

107. Савченко Н.Л., Саблина Т.Ю., Полетика T.M. и др. Фазовый состав и механические свойства керамики на основе диоксида циркония, полученной высокотемпературным спеканием в вакууме // Порошковая металлургия. -1993.-№9Ю.-С.96-100.

108. WakaiF., KodamaY., Sakaguchi S., MurayamaN., IzakiK., NiharaK. // J. Nature. 1990. - № 344. -P.421.

109. WakaiF., Sakaguchi S., Matsuno Y. // Adv. Ceram. Mater. 1986. - № 1. -P.259.

110. NiehT.G., McNally C.M., Wadsworth J. // Scripta Met. 1988. - № 22. -P. 1297.

111. NauerM., Carry С. Creep parameters of yttria doped zirconia materials andsuperplastic deformation mechanisms // Scr. Met. Mater. 1990. - V.24, № 8. -P. 1459-1463.

112. KarchJ., BirringenR, GleiterH. Ceramics Ductile at Room Temperature // J. Nature. 1989. - V.330, № 10. -P.556-557.

113. Processing of super-plastic bio-ceramics // J. Techno Jap. 1989. - V.22, № 10. -P. 104.

114. Бакунов B.C., БалкевичВ.Л. Практикум по технологии керамики и огнеупоров. М.: Изд-во литературы по строительству, 1972. - 101 с.

115. БуяноваН.Е., Карнаухов А.П., АлабужевЮ.А. Определение удельной поверхности твердых тел хроматографическим методом тепловой десорбции аргона. Новосибирск: Наука, 1965. - 10 с.

116. Пилянкевич А.И. Практика электронной микроскопии. Методы препарирования. -Киев: Матиздат, 1961. 175 с.

117. Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. М.: Металлургия, 1973. - 583 с.

118. Определение редких и радиоактивных элементов в минеральном сырье // Под ред. Остроумова Г.В. М.: Недра, 1983. - 138 с.

119. Гинзбург С.И., Езерская А.А., Прокофьева И.В. и др. Аналитическая химия платиновых металлов. М.: Наука, 1972. - 428 с.

120. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1979. - 325 с.

121. Прокофьев В.К. Фотографические методы спектрального анализа металлов и сплавов. 4.II. Л.: ГИТТЛ, 1951.-329 с.

122. Дегтев М.И., Торопов ЛИ., Махнев Ю.И. //Журнал прикл. спектр. 1988. -Т.48, № 2. - С.278-282.

123. Лазарев А.И. Органические реактивы в анализе металлов. М.: Металлургия, 1980.-276 с.

124. Синьков Н.А. //Материалы Ш Уральского совещания по спектроскопии. -Свердловск, 1962. -С.93-98.

125. Николаенко O.K., Толкачев И.В. и др. Установка активационного анализа К-7 // "Интератоминструмент", Информационный бюллетень Междунар. хозяйств, объединения по ядерному приборостроению. 1989. - № 1. -С.11-13.

126. Грег С., СингК. Адсорбция. Удельная поверхность. Пористость. М.: Мир, 1984.- 186 с.

127. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982. - 632 с.

128. Уманский Я.С. Рентгенография металлов и полупроводников. М.: Металлургия, 1969. -С.27-33.

129. Горелик С.С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. и др. Рентгенографический и электроннооптический анализ. -М.: Металлургия, 1970. 366 с.

130. Schmid Н.К. Quantitative Analysis of Polymorphic Mixes of Zirconia by X-ray Diffraction // J. Amer. Ceram. Soc. 1987. - V.70, № 5. - P.367-376.

131. Выявление тонкой структуры кристаллов // Справочник под ред. Пшеничного Ю.П.-М.: Металлургия, 1974. 528 с.

132. КуценокН.А., АнчукВ.Н. Экспресс-метод выявления микроструктуры пье-зокерамических материалов // Заводская лаборатория. 1988. - № 6. - С. 6465.

133. Анциферов В Н., Пещеренко С.Н., Курилов К.П. Взаимная диффузия и гомогенизация в порошковых материалах. М.: Металлургия, 1988. - 152 с.

134. Приборы и методы физического металловедения. Вып.2. М.: Мир, 1974. -364 с.

135. Физико-химические свойства окислов. Справочник. Под ред. Самсоно-ва Г.В. -М.: Металлургия, 1978. 471 с.

136. Пивень А.Н. Теплофизические свойства и их изучение. М.: МГУ, 1980. -90 с.

137. Волков Г.С., Сопенко С.И. Методика и результаты оценки трещиностойкости огнеупорных материалов // Огнеупоры. 1989. - № 8. - С.9-13.

138. Binner J.G.P., Stevens R. The Measurement of toughness by indentation // J. Brit. Ceram. Soc. 1984. - V.83, № 6. - P. 168-172.

139. Гогоци Г.А., БаштаА.В. Исследование керамики при внедрении алмазной пирамиды Виккерса // Проблемы прочности. 1990. - № 9. - С.49-54.

140. NiiharaK., MorenaK., Hasselman D.P.H. Evaluation of Кю of Brittle Solids by the Indentation Method with low Cractoindetrations // J. Mater. Sci. Let. 1982. - № 1. - P. 13-16.

141. Эванс А.Г., Лэнгдон Т.Т. Конструкционная керамика.-М.: Металлургия, 1980. -256 с.

142. БеленокТ.М., Каракчиев Л.Г., МитякинП.Л. Синтез и физико-химические свойства золей гидратированных оксидов системы AI2O3-Zr02 // Неорганические материалы. 1993. - Т.29, № 11,- С. 1497-1500.

143. Панова Т.И., Савченко Е.П., Рощина Е.В. и др. Сравнительная оценка методов получения частично стабилизированного диоксида циркония // ЖПХ. -1990. -№ 1.- С. 100-105.

144. Поверхностные пленки воды в дисперсных структурах / Под ред. Щукина Е.Д. М.: Изд-во МГУ, 1988. - 279 с.

145. Связанная вода в дисперсных системах / Под ред. Киселева В.Ф. и др. М.: Изд-во МГУ, 1970. - Вып. 1. - 168 с.

146. Ayral A., Assih Т., AbenozaM., Phalippou J. Zirconia by the Gel Route // J. Mater. Sci. 1990. - V.25. - P. 1268-1274.

147. Fabritchnyi P.B., Babechkin A.M., Nesmeianov A.N. // Phys. Chem. Solids. -1970. V.31, № 6. - P. 1399-1403.

148. Анциферов B.H., Севастьянова И Г. Способ получения ультрадисперсного порошка на основе диоксида циркония // Патент РФ №.

149. Roosen A., HausnerH. Low Temperature Sintering of Zirconia // J. Ceram. Forum Int. 1985. -№ 4/5. - P. 184-192.

150. Дубок В.А., Кабанова М.И., Павленко Н.П. Изменение размеров пор при спекании различных порошков частично стабилизированного диоксида циркония // Порошковая металлургия. 1988. - № 12. - С. 18-23.

151. Смирнов Б.М. Физика фрактальных кластеров. М.: Наука, 1991. - 136 с.

152. Диаконис П., Эфрон Б. Статистические методы с интенсивными использованием ЭВМ // В мире науки. 1983. - № 7. - С.60-73.

153. Слезов В В., Сагалович В.В. Диффузионный распад твердых растворов // Успехи физических наук. 1987. - Т. 151, Вып.1. - С.67-104.

154. Бокштейн Б.С. Диффузия в металлах. -М.: Металлургия, 1978. -248 с.

155. Гегузин Я.Е., Парицкая Л.Н., Богданов В.В., Новиков В.И. Об особенностях рекристаллизации ультрадисперсных порошков при спекании // Физика металлов и металловедение. 1983. - Т.55, № 2. - С.768-773.

156. Гегузин Я.Е. Диффузионное деформирование пористых кристаллических структур // Физика твердого тела. 1975. - Т. 17, № 7. - С. 1950-1953.

157. Гегузин Я.Е. Начальная стадия "активного" спекания сверхпластичность пористой структуры // Докл. АН СССР. - 1976. - Т.229, № 3. - С.601-603.

158. ХакенГ. Синергетика: Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах / Пер. с англ. Ю.А. Данилова М.: Мир, 1985 - 419 с.

159. Фрадков В.Е., Швиндлерман Л.С. Статистические свойства и эволюция ансамбля взаимодействующих границ зерен // Структура и свойства внутренних поверхностей раздела в металлах. М:. Наука, 1988. С.213-248.

160. Анциферов В.Н., Пещеренко С.Н. Концентрационная неоднородность спеченной Y-TZP-ai2o3 керамики // Неорганические материалы. 1994. -Т.30, № 9. - С. 1192-1194.

161. Hogg C.L., Shwain M. V. High-Temperature Hot Isostatic Pressing of Y-TZP // Advances in Ceramics. V.24. Science and Technology of Zirconia III / Ed. by Somiya S., Yamamoto N. and Yanagida H. Westerville: American Ceramic Society, 1988. -P.253-266.

162. Анциферов В.Н., Севастьянова И.Г., Беккер В.Я., Климов Л.А. Формирование структуры материала, полученного на основе геля системы ZrCb-YjCb-ai2o3 // Неорганические материалы. 1996. - Т.32, № 6. - С.718-720.

163. Mukulcedharan К., Subranmanyan J., BhaclyrisB. Identification of t'-phase in Zr02 7.5 % y2o3 Termal Barier Coatings // J. Amer. Ceram. Soc. - 1988. -V.71, № 5. - P.226-227.

164. Хаберко К. Получение и свойства микропорошков диоксида циркония // Науч. тр. горно-металлургической академии им. Станислава Сташика. Краков, 1983.-Т.47,№ 931,-С.16-17.

165. Ландау Л.Д., ЛифшицЕ.М. Статистическая физика. М.: Наука, 1976. 584 с.

166. Stevens R. Zirconia and Zirconia Ceramics. GB: Twickenham, 1986. P.51.

167. Sakuma Т., YoshizawaY., Suto H. The Rhombohedral Phase Prodused in Partially-Stabilized Zirconia // J. Mater. Sci Lett. 1985. - V.4, № 1. - P.29-30.

168. Kitano Y., Ischitani A., Masaki T. A Study of Rhombohedral Phase in Y203 Partially-Stabilized Zirconia//Materials Research Society Symp. Proc. 1987. -V.78, P. 17-24.

169. Reidinger F., WhalenP.J. Texture on Cround, Fractured and Aged Y-TZP Surfaces // Materials Research Society Symp. Proc. 1987. - V.78, P.25-33.

170. Рутман Д.С., Торопов Ю.С., Плинер С.Ю. и др. Высокотемпературные материалы из диоксида циркония. -М.: Металлургия, 1975. 136 с.

171. Бережной А.С. Многокомпонентные системы окислов. Киев: Наукова думка, 1970. С.544.

172. Fischer G.R, Manfredo L.J., Mc.Nally R.N., DomanRC. The Eutectic and Liguids in the A1203 Zr02 System // J. Mater. Sci. - 1981. - V. 16, № 12. -P.3447-3451.

173. Худсон Д. Статистика для физиков. -М.: Мир, 1970. 296 с.

174. Шкловский Б.И., Эфрос А.Л. Электронные свойства легированных полупроводников. М.: Наука, 1979. - 416 с.

175. Диаграммы состояния силикатных систем: Справочник / Под ред. Торопо-ва Н.А. Т. 1. - Л.: Наука, 1969. - 823 с.

176. Диаграммы состояния тугоплавких оксидов. Вып. 5. Двойные системы. 4.1. -Л.: Наука, 1985.-384 с.

177. Красулин Ю.Л., Баринов С.М., Тимофеев В.Н. Исследование характеристик разрушения пористой керамики в интервале температур 20-1700 °С,- М.: АН СССР, ИВТАН, 1979,- 39 с.

178. Лукин Е.С. Исследование некоторых свойств керамики из чистых окислов при высоких температурах. Автореф. канд. дисс., Моск. хим.-технол. ин-т им. Д.И.Менделеева, М., 1964,- 17 с.

179. Шишлянникова Л.М., Конторович С.И., Давыдов В.В. и др. Сегрегация примесей при спекании порошков технической чистоты // Порошковая металлургия. 1976.-№8,- С.40-45.

180. Баринов С.М., Шевченко В .Я. Прочность технической керамики М.: Наука, 1966.- 159 с.

181. TsukumaK., TakahataT. Mechanical Property and Microstructure of TZP and TZP/A1203 Composites // J. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1998. - V.78. -P.123-130.

182. Kim D.J. Effect of Ta205, Nb205 and HTO2 Alloing on the Transformability of Y203-Stabilized Tetragonal Zr02 // J. Amer. Ceram. Soc. 1990. - V.73, № 1. -P.115-120.

183. Lange F.F. Transformation Toughening // J. Mater. Sci. 1982. - V.17, № 1. -P.225-263.

184. Волков С.Д., Дубровина Г.И., СоковнинЮ.П. К теории устойчивости разрушения технических материалов // Проблемы прочности. 1978. - №2. -С.3-7.

185. Лебедев А.А., Чаусов Н.Г. Установка для испытания материалов с построением полностью равновесных диаграмм деформирования // Проблемы прочности. 1981. -№12. - С. 104-106.

186. Вильдеман В.Э., Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов,- М.: Наука. Физматлит, 1997,- 288 с.

187. Wakai F. Superplasticity of Ceramics // Ceramics International. 1991. - №17. -P.153-163.

188. Зилова Т.К., Палкин Б.А., Петрухина Н.И. и др. Испытание на растяжение при различных запасах упругой энергии // Заводская лаборатория. 1959 -Т.25, №1.- С.76-82.

189. Волков С.Д., Гуськов Ю.П., Кривоспицкая В.И. Экспериментальные функции сопротивления легированной стали при растяжении и кручении // Проблемы прочности. 1979,- №1.- С.3-6.

190. Макклинток Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов. М.: Мир, 1970.-443 с.

191. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. 4.2. Механические испытания. Конструкционная прочность. -М.: Машиностроение, 1974. 358 с.

192. Ибрагимов В.А., Клюшников В.Д. Некоторые задачи для сред с падающей диаграммой //Изв. АН СССР: МТТ.-1971,-№4,- С. 116-121.

193. Павликов В.Н., Ковальченко A.M., Кузнецова И.В. Износостойкость алю-мооксидной керамики с добавками оксидов меди, никеля, бора // Порошковая металлургия. -1996. -№ 5/6. С. 118-123.

194. Ковальченко A.M., Орловская Н.А. Дифференцированный подход в оценке износостойкости инструментальной керамики в системе АЬОз^гОгСУгОз) // Трение и износ. 1992. - Т. 13, № 2. - С.328-332.

195. Немытко В.Е., Галахов А.В., Чешля P.P. и др. Керамические материалы для уплотнительных элементов бытовой сантехнической арматуры // Огнеупоры и техническая керамика. 1997. - № 2. - С.25-28.

196. Материалы антифрикционные порошковые. Метод определения триботех-нических свойств. ГОСТ 26614-85.

197. Краткий справочник металлиста под ред. Малова А.М., М. 1965.

198. Борисова А.Л. Совместимость тугоплавких соединений с металлами и графитом. -Киев: Наукова думка, 1985.

199. Панасюк А.Д., Фоменко B.C., ГлебоваГ.Г. Стойкость неметаллических материалов в расплавах. Киев: Наукова думка, 1986.

200. Ковальченко A.M., Осипова И.И., Гогоци Ю.Г. и др. Влияние скорости скольжения на износ пары керамика-сталь при трении без смазки // Трение и износ. 1992. - Т.13, № 4. - С.654-663.

201. Friction of metal sliders on toughened zirconia ceramic between 298 and 973 К / Carter Z.M., Hooper R.M., Henshall J.L., Zuillai M.O. // Wear. 1991. - V.148, № 1,-P. 147-160.

202. УТВЕРЖДАЮ: директор НПАО "ЭХО"1. Смионава Г.Ф. •• 1ЭЭ7 г.1. А К Тиспытаний опытных партий деталей "гнездо", изготовленных методом порошковой металлургии из керамики состава 75% ZrOz 5% УгОз - 20% AlsOs

203. Порошковыми деталями "гнездо" был оснащен узел фиксации "блок" установки "Polischer 604" для полирования оптических линз.3. Результаты испытаний:

204. Длительность непрерывной эксплуатации превышает в 1,5 раза используемые ранее опоры из стали 9X18 и составляет 22,5 часов (225 -250 штук линз).4. Заключение:

205. Детали "опора", полученные методом порошковой металлургии из керамики состава 75% ZrO2 5% УяОз - 20% AI2O3, выдержали производственные испытания и остались в работоспособном состоянии.

206. В целях внедрения производства изделий "гнездо" методом порошковой металлургии необходимо проведение расширенных испытаний на опытно-промышленных партиях.

207. Зав. лаб. "Coburn" ^ М.И.Митрохович