РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ И КОМПАКТИРОВАНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ БИНАРНЫХ ОКСИДОВ АЛЮМИНИЯ И ЦИРКОНИЯ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.01, кандидат наук Ахмади Дарякенари Мохаммад Хасан

• Ахмади Дарякенари Мохаммад Хасан
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Ахмади Дарякенари Мохаммад Хасан

Введение

Глава 1 Литературный обзор. Научные основы технологии жидкофазного синтеза высокодисперсных оксидов алюминия, бинарных оксидов алюминия - циркония и их компактирования

1.1 Свойства и методы жидкофазного синтеза нанокристаллического оксида алюминия

1.1.1 Оксид алюминия и его физико-химические свойства

1.1.2 Способы получения оксида алюминия

1.1.3 Механизмы формирования оксида алюминия в зависимости от способа и условий получения

1.2 Свойства, применение и получение систем на основе оксидов алюминия и циркония

1.2.1 Физико-химические свойства оксида циркония и системы АЬ0з-&02

1.2.2 Способы получения дисперсных образцов на основе оксидов алюминия и циркония

1.3 Методы консолидации дисперсных материалов. Получение объемных материалов на основе оксидов алюминия и циркония

1.3.1 Методы консолидации дисперсных оксидов

1.3.2 Методы консолидации систем Ме-АЮ3

1.3.3 Физико-химические основы формирования свойств материалов при ИПС-спекании45

1.3.4 Свойства системы АЬ03^г02, получение композиционных материалов на их

основе

Глава 2 Методики экспериментов и характеристики объектов исследования

2.1 Синтез высокодисперсного оксида алюминия

2.2 Синтез высокодисперсных бинарных оксидов алюминия / диоксида циркония

2.3 Определение фазового состава методом порошковой дифрактометрии

2.4 Термический анализ

2.5 Электронномикроскопические исследования

2.6 Рентгенофлуоресцентный анализ синтезированных образцов

2.7 Электрохимические измерения

2.8 Определение дисперсного состава синтезированных оксидов методом лазерной дифракции

2.9 Измерение размера частиц, дзета-потенциала с использованием анализатора Malvern ZetaSizer NanoZS

2.10 Спекание высокодисперсных порошков оксида алюминия и бинароного оксида алюминия - циркония

2.11 Механические испытания образцов

2.12 Обработка результатов измерений

Глава 3 Разработка способов получения высокодисперсных AI2O3 и системы AhO3-ZrO2 и исследование их свойств

3.1 Разработка способов получения высокодисперсного AI2O3 и системы AbO3-ZrO2

3.1.1 Разработка способов получения высокодисперсного оксида алюминия

3.1.2 Разработка способов получения высокодисперсной системы AbO3-ZrO2

3.2 Результаты исследования физико-химических свойств высокодисперсных AI2O3 и системы AI2O3-Z1-O2

3.2.1 Физико-химические свойства полученных образцов гидроксидаи оксида алюминия72

3.2.2 Физико-химические свойства полученных образцов системы AbO3-ZrO2

3.3 Физико-химические основы электрохимического метода получения высокодисперсных оксидов и многокомпонентных систем на их основе

3.3.1 Результаты поляризационных измерений

3.3.2 Результаты исследований систем Al3+-OH--HOH и Al(III)-Zr(IV)-OH--HOH в изоэлектрической точке

3.3.3 Результаты исследования кинетики созревания частиц в системе Al3+-OH--HOH-Q-108

Глава 4 Разработка способов консолидации высокодисперсных A2O3 и AbO3-ZrO2

4.1 Влияние параметров ИПС-процесса и традиционного спекания на физико-механические свойства объемных образцов

4.1.2 Фазовый состав и микроструктура объемных образцов

4.1.3 Влияние режима спекания на микротвердость объемных образцов

4.1.4 Влияние спекания на прочность при изгибе объемных образцов

4.2 Искровое плазменное спекание порошковых образцов оксид алюминия / диоксид циркония

4.3 Моделирование температурных полей в консолидируемых образцах

Глава 5 Разработка технологической схемы получения и компактирования

высокодисперсных сложных оксидов алюминия и циркония

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ И КОМПАКТИРОВАНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ БИНАРНЫХ ОКСИДОВ АЛЮМИНИЯ И ЦИРКОНИЯ»

Введение

Актуальность. Рост масштабов получения высокодисперсных порошков оксидов алюминия и бинарных оксидов требует решения проблем повышения экономичности и экологической безопасности химических производств. Это вызывает потребность в развитии новых технологий, использующих, в том числе, вторичные материалы. Кроме того, для получения ряда функциональных и конструкционных материалов важным является получение высокодисперсных порошков с характеристиками, удовлетворяющими ряду требований по морфологии, степени агломерации, химическому и фазовому составу. Эти порошки служат основой объемных материалов, получаемых путем консолидации различными методами.

Следует заметить, что материалы на основе алюминоциркониевых оксидов обладают высокими механическими и прочими свойствами и являются перспективными. Традиционная схема получения, например, технической керамики на основе оксидов алюминия и циркония, как правило, включает синтез порошка, его компактирование и высокотемпературное спекание.

Перспективными технологиями получения однородных по составу и свойствам порошков являются жидкофазные технологии, в частности, золь-гель. В настоящее время разработано значительное количество методик синтеза, основанных на использовании в качестве исходных веществ алкоксидов, нитратов, органических комплексообразователей. Однако наибольшей проблемой является неравномерное распределение по размерам, агломерируемость, степень чистоты и дисперсности. Более предпочтительным представляется применение для получения объемных материалов высокодисперсных оксидов и гидроксидов металлов, синтезированных в водных растворах в условиях воздействия внешнего электрического поля. Отличительной особенностью такого подхода является использование меньшего количества химических соединений, или их отсутствие, что позволит уменьшить содержание углерода в конечном продукте.

В этой связи перспективными считаются методы синтеза, промышленное использование которых требует уточнения ряда деталей механизма анодного

растворения алюминиевой фольги, являющейся вторичным материалом, который утилизируется в современных условиях менее, чем на 50%. Перспективным является и применение технологий компактирования дисперсных оксидов, основанных на искровом плазменном спекании (ИПС), позволяющем получать объемные образцы без значительного роста зерен материала.

Цель работы. Научное обоснование и создание технологии непрямого синтеза и компактирования высокодисперсных оксидов алюминия и циркония с регулируемыми химическим, фазовым составом и свойствами.

Для достижения цели необходимо решить задачи:

1. Разработка способов синтеза высокодисперсных гидроксидов алюминия и циркония в водных растворах с использованием электрогенерированных реагентов и порошков оксидов на их основе.

2. Исследование влияния особенностей и условий получения (электрическое поле, искровой разряд при спекании) на свойства дисперсных и консолидированных оксидов алюминия и бинарных оксидных алюмоциркониевых систем.

3. Оценка термических и фазовых характеристик, комплекса физико-механических и физико-химических свойств полученных образцов гидроксидов и оксидов, для последующего их использования для оценки эффективности условий синтеза и выбора режимов термообработки.

4. Моделирование поведения синтезированных высокодисперсных оксидов при их искровом плазменном спекании, позволяющее определить температуру в заданных областях образца и прогнозировать их физико-механические характеристики.

5. Создание технологической схемы получения и компактирования оксидов алюминия и бинарных оксидных алюмоциркониевых систем.

Научная новизна.

1. Разработан способ жидкофазного получения высокодисперсных оксидов алюминия и сложных оксидов алюминия-циркония, заключающийся в том, что ионы алюминия и гидроксила вводят в реакционную смесь посредством электрогенерирования на соответствующих электродах, отличающийся от

традиционных методов соблюдением оптимизированных условий: плотность тока 80-100 А/м2 и время 2-3 часа в бездиафрагменном коаксиальном электролизере-реакторе, что обеспечивает заданные физико-химические характеристики синтезированных оксидных систем, характеризуемых малыми размерами частиц 2050 нм, которые объединены в агрегаты 0,1-2,0 мкм, фазовым составом и морфологией.

2. Разработан способ компактирования высокодисперсных оксидов алюминия и сложных оксидов алюминия-циркония, включающий искровое плазменное спекание, характеризуемое давлением 60МПа, средней температурой 1250 0С, временем воздействия - 5 мин.

3. Разработана математическая модель, учитывающая влияние температуры при получении объемных образцов методом искрового плазменного спекания высокодисперсных оксидов алюминия и циркония, позволяющая прогнозировать распределение значений температуры по сечению цилиндрического образца образцов в процессе ИПС и их физико-механические свойства.

4. На основе результатов экспериментов и литературных данных предложена технологическая схема, объединяющая жидкофазное получение и компактирование высокодисперсных оксидов алюминия и бинарных оксидов алюминия и циркония, и состоящая из стадий: подготовки сырья (вторичный алюминий, цирконсодержаший песок), осаждения гидроксидов алюминия и циркония, термической обработки и получения высокодисперсных оксидов указанных металлов, получения компактных образцов методом искрового плазменного спекания.

Теоретическая и практическая значимость. С учетом потенциальных синтетических возможностей электрогенерирования реагентов в бездиафрагменном коаксиальном реакторе-электролизере и осаждения гидроксидов в условиях внешнего электрического поля в различных средах, получена информация о составе бинарных оксидов алюминия и циркония, морфологии и размера частиц осадка в зависимости от условий осаждения, термической обработки и последующих технологических операций.

Предложена общая схема технологического процесса, обеспечивающая комплексное решение экологических и сырьевых проблем получения алюмоксидных и алюмоциркониевооксидных порошков и их компактирования.

Результаты работы прошли апробацию и внедрены в учебный процесс кафедры АХСМК ФГБОУ ВО «КНИТУ».

Личный вклад автора. Личный вклад автора состоит в получении, интерпретации и обобщении результатов, формулировании научных положений и выводов. Результаты исследований получены автором лично или при его непосредственном участии.

Автор выражает благодарность к.х.н. Петровой Е.В. за помощь в проведении физико-химических исследований частиц и консолидированных материалов, а также интерпретации результатов исследований.

Основные научные положения и результаты, выносимые на защиту.

1. Физико-химические основы технологии непрямого синтеза оксидов алюминия и бинарных оксидов алюминия и циркония с использованием коаксиального бездиафрагменного реактора-электролизера с существенно различающимися площадями электродов.

2. Физико-химические основы технологии высокотемпературной консолидации оксидов алюминия и бинарных оксидов алюминия и циркония с использованием искрового плазменного спекания.

3. Закономерности формирования частиц и их агрегирования в условиях воздействия внешнего электрического поля.

4. Технологическая схема получения оксидов алюминия, бинарного оксида алюминия и циркония и их компактирования методом искрового плазменного спекания.

Достоверность полученных результатов основана на использовании современных физико-химических методов анализа и аналитического контроля и подтверждается воспроизводимостью экспериментальных результатов исследования. Полученные результаты согласуются с фундаментальными положениями и не противоречат литературным данным.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на XII Всероссийской конференции «Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах. От эффектов в растворах к новым материалам» (г. Иваново, 2015 г.); Пятой международной конференции «От наноструктур, наноматериалов и нанотехнологий к наноиндустрии», (г. Ижевск, 2015 г.); Международной научной конференции «Полифункциональные химические материалы и технологии»(г. Томск, 2015 г.); 10 Всероссийском симпозиуме с международным участием «Термодинамика и материаловедение», (г. Санкт-Петербург2015 г.); Международном симпозиуме «Химия для биологии, медицины, экологии и сельского хозяйства», (г. Санкт-Петербург, 2015 г.); Научной сессии «КНИТУ», (г. Казань, 2016 г.).

Опубликование результатов работы. Материалы диссертации опубликованы в 4 статьях в рецензируемых журналах, перечисленных в списке ВАК РФ, а также в 6 сборниках материалов конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, трех глав экспериментальной части, выводов и приложений. Работа изложена на 171 стр., включает 53 рисунка, 26 таблиц. Список литературы содержит 261 наименование.

Работа выполнена на кафедре Аналитической химии, сертификации и менеджмента качества Казанского национального исследовательского технологического университет в рамках утвержденного задания № 4.1584.2014/К конкурсной части государственного задания на 2014-2016 гг.

Глава 1 Литературный обзор. Научные основы технологии жидкофазного синтеза высокодисперсных оксидов алюминия, бинарных оксидов алюминия - циркония и их компактирования

1.1 Свойства и методы синтеза нанокристаллического оксида алюминия 1.1.1 Оксид алюминия и его физико-химические свойства Оксид алюминия - химическое соединение алюминия и кислорода с химической формулой АЬ03. Существует в виде нескольких кристаллических модификаций оксида алюминия. В технике именуется глиноземом, и, по-другому, носит названия: алоксид, алоксит, или алунд в зависимости от специфических форм или применений.

Оксид алюминия АЬ03 - белый порошок с огнеупорными свойствами, температура плавления 2044 °С, температура кипения 3530 °С, плотность 4 г/см3, твердость в компактном состоянии приближается к твердости алмаза. Некоторые кристаллические формы оксида алюминия устойчивы и при 2044 °С, например, кристаллическая модификация а-АЬ03 - корунд, термодинамически устойчивый фазовый алюминиевый оксид, имеющий кристаллическую структуру.

Из-за широкого использования в качестве керамического материала, механические свойства оксида алюминия широко изучались [1]. Эти исследования касались как монокристаллического а-АЬ03, так и совокупности поликристаллических формирований. Из-за сильной ковалентной связи в ромбоэдрической структуре, пластическая деформация вызывает движения дислокаций в кристалле, ограниченная высокими температурами (1030-1100 °С), и происходит главным образом через призматическое скольжение при нагружении [2-3]. Сапфир подвергается механической обработке из-за анизотропии шестиугольной структуры, чувствительной к ломкости (нижний предел прочности около 2.2-2,5 МПам/2). Для сравнения, поликристаллический оксид алюминия, показывает подобные или более высокие термомеханические свойства. В этом случае оксид алюминия может рассматриваться как изотропный материал в макроскопическом масштабе, а его поведение при высоких температурах определяется процессом деформации, при этом наблюдается диффузия на границе

зерен при низких и средних напряжениях [4] и повышение вязкости напряжения при высоких нагрузках [5].

Проведенные в последние годы многочисленные исследования доказали преимущество использования наноструктурированного или агломерированного субмикронного оксида алюминия для улучшения механических свойств объемного материала. Действительно, Крелл и другие отмечают возможности в повышении прочности и твердости гелевой формы и агломерации субмикронного а-АЬО (р > 99,9 %, размер зерна 0,4-0,6 мкм): микротвердость (20-21 ГПа), прочность на изгиб - 600-700 МПа (750-900 МПа) [6-7].

Высокотемпературное механическое поведение поликристаллического оксида алюминия нанометрового (28 нм) и микрометрового размеров были изучены Голдсби [8]. Отмечен факт роста вязкости с увеличением объема фракции наноразмерных частиц, тогда как микронная фракция агломерирует и консолидируется с наименьшим количеством деформации в любой момент времени и при любой температуре. Благоприятное воздействие при консолидации наноразмерного порошка способствует развитию трещин и пустот [8].

Градиент температуры термически наведенного напряжения и скорости передачи тепловой энергии является особо значимой проблемой, когда высокодисперсный оксид алюминия подвергают быстрому нагреву. Основные свойства в этом контексте - удельная теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность. Удельная теплоемкость или молярная теплота описывается повышением температуры, когда количество тепла, передаваемого материалу, характеризуется стационарной теплопроводностью теплового потока в материале, и коэффициентом теплового излучения, связанной с тепловым импульсом. Теплоемкость материалов напрямую связана с их структурой, или колебательной конфигурационной энтропией. Увеличение молярной теплоемкости в наноструктурированных порошках алюминия зафиксированы Вангом и др. Последнее связано с повышением атомных взаимодействий в связи с расширением наноструктурированного оксида алюминия и примесей, что позволяет

предположить наличие избыточной энергии по отношению к границе зерен наноразмерных материалов [9].

Оксид алюминия рассматривается как хороший электрический изолятор, он характеризуется высоким электрическим сопротивлением при очень высоких температурах. Недавно Шиияма и др. были выполнены электрические измерения на поли- и монокристаллах оксида алюминия с помощью электронного микроскопа (ИУБМ) с высоким ускоряющим напряжением [10]. Их анализ показал, что глинозем может быть охарактеризован при низких температурах, как полупроводник п-типа. Причина хаотического поведения свойственна форме электронного барьера возле границы между металлом (Т1) и электродом с оксидом алюминия толщиной 300 мкм при низких давлениях кислорода.

С другой стороны, Паппис и Кингери [11] измерили электрическую проводимость одного поликристалла оксида алюминия при температуре от 1300 °С до 1750 °С и парциальном давлении кислорода 100 - 10-10 атм. Авторы [11] обратили внимание, что оксид алюминия демонстрирует проводимость /»-типа при высоких давлениях, и и-типа при низких давлениях кислорода.

Диапазон оптического перехода монокристаллического алюминия составляет ~ 9.9 эВ. Поэтому чистый монокристаллический оксид алюминия является прозрачным и бесцветным в видимом диапазоне спектра. Гексагональная кристаллическая структуры а-АЬО3 обусловливает двулучепреломление [12-14]. Хотя двулучепреломление невелико, тем не менее установлено, что оно обусловлено разрывом границы зерен, если кристаллографическое положение соседних зерен не одинаково. Поэтому, присутствие зерен на границе в поликристалле алюминия ухудшает оптические свойства. Из-за разницы угла преломления образца с газом, содержимым в порах (~1), наличие пористости неизбежно приводит к ухудшению прозрачности. Обобщая работы Кингери и др., даже пористость 0,3 % может серьезно сократить степень прозрачности на 90% в агломерированном теле. По данным Апетц и соавт. рассеяние в поликристаллических микроструктурах предполагает шероховатую поверхность

отражения света за счет наличия примесей в оксиде алюминия (вторая фаза выпадает в осадок) [12-14].

1.1.2 Способы получения оксида алюминия

Оксид алюминия имеет много областей применения, однако иногда низкие механические свойства ограничивают эти возможности. Разные виды нанокристаллического оксида алюминия имеют преимущества над монолитным материалом такие, как высокая твердость и механическая прочность [15-16].

Для получения наноструктурного оксида необходимы порошки наномасштаба с высокой эффективностью. Однако получение наноразмерного порошка а-АЬ03 весьма трудоемко. Поэтому для преодоления этой проблемы необходимо развивать перспективные методы получения [17-18], например, гидролиз, золь-гель, гидротермальный метод; электролиз и сверкритические флюиды.

Известно, что растворение металлического алюминия в воде при комнатной температуре и гидролиз ионов приводит к образованию байерита, а при 100 °С - к образованию бемита. Это может стать выгодным по сравнению с использованием соли или алкоксида алюминия. В первую очередь возникает вопрос о целесообразности использования металлического алюминия в качестве прекурсора для синтеза бемита с помощью золь-гель процесса. Разбавленный и стабильный золь можно приготовить из желатиноподобного бемита. Алюминиевые гранулы или крупные куски, вырезанные из слитка, тщательно очищают с помощью разбавленной соляной кислоты. Гранулы удаляют после того, как накапливается достаточное количество бемита. Желатиноподобный бемит, полученный гидролизом в горячей воде помещают в 100 мл (1:1) И№03 и выдерживают при 80 °С в течение 4 ч. Золь, приготовленный выдерживанием при комнатной температуре в стеклянном стакане в течение 10 ч, позволяет частицам байерита оседать вниз. Оксид алюминия а-модификации получают путем обжига бемита, полученного золь-гель методом по предложенной методике [19].

ДТА диаграммы бемита полученного осаждением и золь-гель методом приведены на рис. 1.1 (а и б соответственно) [20].

Рисунок 1.1 - ДТА диаграммы бемита, полученного осаждением (а) и золь-гель методом (б) [20]

В случае первого метода (осаждения), наблюдаются три эндотермических пика, первый пик (143 °С) представляет собой дегидратацию физически адсорбированной воды, второй пик (309 °С), сравнительно очень небольшой, вероятно, представляет собой разложение байерита и третий пик (457 °С), который соответствует типичному бемиту (рис. 1.1а). Два больших эндотермических пика наблюдают при 146 °С и 432 °С, которые соответствуют физически адсорбированной воде и дегидрации бемита до у-фазы, соответственно для порошка, полученного с использованием золь-гель метода (рис. 1.1 б).

Дифференциальные термограммы образцов бемита, полученных осаждением и золь-гель методом, показаны на рис. 1.2 [20]. В случае бемита, полученного методом осаждения (рис. 1.2а), фазовые превращения О^-у протекают при 1206 °С, а в случае полученного золь-гель методом (рис. 1.2 б) - при 1078 °С.

иг

ет.и'с

Рисунок 1.2 - Дифференциальные термограммы образцов бемита, полученных осаждением (а) и золь-гель методом (б) [20]

Родика Рогоджан и др. [20] осуществляли синтез оксида алюминия с помощью золь-гель метода и использования органических и неорганических прекурсоров.

В случае использования А1СЬ в качестве исходного вещества в результате добавления 28% КН к этанольному раствору 0,1 М А1СЬ протекает золь-гель процесс. Гель формируется в течение 30 часов при комнатной температуре, который далее высушивают при 100 °С в течение 24 часов [20].

Следует отметить, что А1СЬ используется в качестве прекурсора, высушенный гель показывает наличие А1С13Х6ШО. Термическая обработка при 1000 °С в течение двух часов приводит к его разложению с образованием смеси у-А12О3 и а-АЬО3. Повышение температуры термообработки до 1200 °С в течение двух часов приводит к образованию исключительно а-АЬО3.

Изопропилат алюминия А1(ОС3Н7)3, нитрат алюминия А1(КО3^9ШО, натрий-бис-2-этилгексил сульфосукцинат (Ка(АОТ)) и 1,3-бензоилдисульфоновой кислоты динатриевой соли используют в качестве сырья для получения наноразмерного а-АЬО3. В работе [21] исходный раствор готовят путем использования изопропилата алюминия и 0,5 М водного раствора нитрата

алюминия в качестве растворителя. Мольное соотношение оксида алюминия и соли (ЛЬР/ЛЬК) составляет 3:1.

Раствор непрерывно перемешивают в течение различных периодов процесса. Затем, натрий-бис-2-этилгексил сульфосукцинат (Ка(ЛОТ)) и динатриевую соль 1,3-бензоилдисульфоной кислоты добавляют в течение 1 часа для регулирования мольного соотношения между алкоксидом и поверхностно-активными веществами. Предполагается, что это время оптимально и оно измеряется до начала нуклеации [21]. Рентгенофазовый анализ демонстрирует наличие наиболее стабильной фазы а-ЛЬО3, формируемой при 1200 °С [22]. Хотя термодинамически стабильная а-фаза ЛЬО3 может быть получена с помощью перехода: бемит^-у^б^О^-а, морфология остается неизменной и конечные продукты имеют ту же форму, что и начальные фазы [23-24].

Часто используемый золь-гель метод предполагает формирование аморфного геля из раствора прекурсора. Молекулярными прекурсорами обычно являются алкоксиды металлов, используемые в качестве исходного сырья. Некоторые преимущества золь-гель метода: однородное и чистое сырье, низкая температура процесса, экономия затрат на энергию и способность образовывать уникальные композиции. Золь-гель методы использовали для синтеза наночастиц а-ЛЬО3 из алкоксидного комплекса алюминия.

Сверхкритической жидкостью является любое вещество при температуре и давлении выше критической точки, где отличия жидкой и газовой фаз не существуют. Вблизи критической точки наблюдаются незначительные изменения давления или температуры в результате значительных изменений плотности, что позволяет многим свойствам сверхкритической жидкости быть «точно настроенными».

В качестве альтернативного метода синтеза, сверхкритическая жидкость является вторым универсальным методом и позволяет контролировать свойства порошка (размер, морфология, кристалличность) в течение короткого времени реакции [25-27]. Например, Араи и его коллеги получили бемит с различным

размером частиц и нарушением их геометрии [28]. Ивакин Ю.Д. и его коллеги получили непосредственно а-АЬО3 [29].

Для приготовления порошка оксида алюминия сверхкритическим методом используются два подхода. В обоих случаях в качестве предшественника используют ацетилацетонат алюминия. Химические превращения А1(С5ШО2)3 в смеси вода-этанол приводят к образованию бемита. Реактор заполняют смесью диоксид углерода СО2-этанол [30]. Порошок, сформированный в среде вода/этанол, кристаллизуется в виде фазы бемита (А1О(ОН)), тогда как использование в качестве растворителя СО2/этанол приводит к формированию аморфного порошка.

Бемит в системе вода-этанол превращается в а-алюминий в результате трех фазовых переходов оксидов алюминия: 5, у и 0. Смесь 5- и у-оксида алюминия, наблюдается уже при 500оС, превращение в смеси у- в 0-оксид алюминия имеют место при 1080 оС. Аморфный порошок, сформированный в системе СО2/этанол, также трансформируется в а-оксид алюминия, но только с одной промежуточной фазой, наблюдаемой при 850 оС: у-оксидом алюминия.

Бемит и аморфные составляющие превращаются в а-оксид алюминия через ту же промежуточную фазу - у-оксид алюминия. Превращение в а-оксид алюминия завершается при 1080 оС в первом случае, тогда как 0-оксид алюминия, присутствует совместно с а-оксидом алюминия до 1215 оС в случае применения бемита в качестве исходного вещества [30].

Точный отбор ингредиентов, их перемешивание совместно с поверхностно-активными веществами являются важными факторами при контроле размера и формы частиц, степени их агрегации [31-35].

Разработка новых способов получения гидроксида и оксида алюминия имеет большое практическое значение в связи с постоянным ростом области применения материалов на их основе. Практический интерес представляет постоянное совершенствование методов получения, обеспечивающих экологическую безопасность, простоту и доступность. Одним из возможных подходов к решению данной проблемы является использование метода электрохимического синтеза, существенными достоинствами которого являются простота аппаратурного

оформления, возможность управления ходом процесса путем изменения составов растворов и электрических режимов. Применение данного метода открывает возможность замены дорогостоящих и длительных по времени процессов получения Л12О3 на более дешевые и экспрессные.

В основе электрохимических методов лежат процессы электрокристаллизации из растворов (или расплавов) соответствующих солей, которые связаны с выделением на электродах простых и комплексных катионов, и анионов. Осадок, образующийся на электроде или в объеме раствора в результате кристаллизации, в морфологическом отношении, может быть, как рыхлым порошком, иногда рентгеноаморфным, так и плотным слоем, состоящим из большого количества микрокристаллов [36-40]. В электрохимических ячейках получают сфероподобные частицы размером 10 нм, наностержни длиной 80-120 нм, пористые пленки. На текстуру осадка влияют многие факторы: природа растворителя, природа и концентрация ионов (целевого вещества и посторонних примесей), адгезионные свойства осаждаемых частиц, температура, потенциал, плотность тока, условия диффузии, наличие ПАВ, форма и частота импульсов. Однако, однозначное представление о данном процессе в литературе отсутствует [41-42].

На основе анализа литературных данных электрохимические методы условно подразделяют на две категории: прямой и непрямой электролиз [43]. Изменение геометрических характеристик поверхностей электродов и соотношения последних позволяет управлять удельной скоростью электрохимических процессов на электродах вплоть до незначимой величины (неполяризуемый электрод) и реализовывать разные механизмы электро- и массопереноса [44]. Исходными посылами в этом случае будут: существенная разница площадей катода и анода и заполнение электролизера индифферентным электролитом; ток электролиза при этом близок к предельным токам (¿пр) массообмена [45-46]. При наличии фонового электролита, массоперенос будет определяться конвективной диффузией [47].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ахмади Дарякенари Мохаммад Хасан, 2016 год

Список литературы

1. Rives, V. Oxide nanomaterials in ceramics / V. Rives, R. Trujillano, and M.A. Vicente // In Synthesis, properties and applications of oxide nanomaterials. J.A. Rodriguez, and M.F. Garcia [Eds.]. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey. - 2007. - pp. 614-683.

2. Kim, H.S. The brittle-ductile transition and dislocation on mobility in sapphire / H.S. Kim, S.G. Roberts // J. Am. Ceram. Soc. - 1994. - Vol. 77. - pp. 3099-3104.

3. Bernard-Granger, G. Sintering of an ultrapure a-alumina powder: II. mechanical, thermo-mechanical, optical properties, and missile dome design / G. Bernard-Granger, C. Guizard, N. Monchalin // Int. J. Appl. Ceram. Technol. - 2011. - Vol. 8. - № 2. - pp. 366382.

4. Cannon, R.M. Deformation of Ceramic Materials / R.M. Cannon, R.L. Coble. In: R.C. Bradt, R.E. Tressler Eds. - New York: Plenum Press, 1975. - pp. 61-100.

5. Weertman, J. Dislocation climb theory of steady state creep / J. Weertman // Trans. Am. Soc. Met. - 1968. - Vol. 61. - pp. 681-694.

6. Teng, X. Effect of AhO3 particles size on the mechanical properties of alumina-based ceramics / X. Teng, H. Liu, C. Huang // Mater. Sci. Eng. A. - 2007. - Vol. 452-453. - pp. 545-551.

7. Krell, A. Load dependence of hardness in sintered submicrometer AI2O3 and ZrO2 / A. Krell // J. Am. Ceram. Soc. - 1995. - Vol. 78. - № 5. - pp. 1417-1419.

8. Goldsby, J.C. High temperature mechanical behaviour of polycrystalline alumina from mixed nanometer and micrometer powders / J.C. Goldsby // Ceram. Inter. - 2001. -Vol. 27. - pp. 701-703.

9. Wang, L. Enhancement of molar heat capacity of nanostructured AhO3 / L. Wang, Z.C. Tan, S.H. Meng et al. // J. Nanopart. Res. - 2001. Vol. 3. - pp. 483-487.

10. Shiiyama, K. Current-voltage characteristics of alumina and aluminium nitride with or without electron irradiation / K. Shiiyama, M.M.R. Howlader, Y. Izumi et al. // J. Nuclear Mater. - 2000. - Vol. 283-287. - pp. 912-916.

11. Pappis, J. Electrical properties of single-crystal and polycrystalline alumina at high temperatures / J. Pappis, W.D. Kingery // J. Am. Ceram. Soc. - 1961. - Vol. 44. - № 9. - pp. 459-464.

12. French, R.H., Electronic band structure of AI2O3 with comparison to AlON and AlN / R.H. French // J. Am. Ceram. Soc. - 1990. - Vol. 13. - pp. 471-489.

13. Kingery, W.D. Introduction to ceramics. 2nd Edition / W.D. Kingerym H.K. Bowen, and D.R. Uhlmann. - New York: John Wiley and Sons, 1976. - 1056 pp.

14. Apetz, R. Transparent alumina: a light-scattering model / R Apetz, M.P.M. Van Bruggen // J. Am. Ceram. Soc. - 2003. Vol. 86. - № 3. - pp. 480-486.

15. Gunther, B. Ultrafine oxide powders prepared by inert gas evaporation / B. Gunter, A. Kumpmann // Nanostruct. Mater. - 1992. - Vol. 1. - № 1. - pp. 27-30.

16. Vollath, D. Synthesis of ceramic oxide powders in a microwave plasma device / D. Vollath, and K.E. Sickafus // J. Mater. Res. - 1993. - Vol. 8. - pp. 2978-2984.

17. Lee, J.-K. Reactions of amines with CVD diamond nanopowders / J.-K. Lee, M.V. Anderson, F.A. Gray et al. // Diamond and Related Materials. - 2005. - Vol. 14. -№ 3-7. - pp. 675-678.

18. Wang, X. A simple sol-gel technique for preparing Lanthanum oxide nanopowders / X. Wang, M. Wang, H. Song, and B. Ding // Mater. Lett. - 2006. - Vol. 60.

- № 17-18. - pp. 2261-2265.

19. Thiruchitrambalam, M. Hydrolysis of aluminium metal and sol-gel processing of nano alumina / M. Thiruchitrambalam, V.R. Palkar, V. Gopinathan // Materials Letters.

- 2004. - Vol. 58. - pp. 3063-3066.

20. Rogojan, R. Synthesis and characterization of alumina nano-powder ontained by sol-gel method / R. Rogojan, R.E. Andronescu, C. Ghitulica, B.S. Vasile // U.P.B. Sci. Bull., Series B. - 2011. - Vol. 73. - № 2. - pp. 67-76.

21. Mirjalili, F. Size-controlled synthesis of nano a-alumina particles through the sol-gel method / F. Mirjalili, M. Hasmaliza, L. Chuah Abdullah // Ceramics International.

- 2010. - Vol. 36. - pp. 1253-1257.

22. Hyuk-Joon, Y. Temperature formation of a-alumina by doping of an alumina sol / Y. Hyuk-Joon, W.J. Jin, T.K. Iu, S.H. Kug // Journal of Colloid and Interface Science. -1999. - Vol. 211. - № 1. - pp. 110-113.

23. Arami, H. Bundles of self-assembled boehmite nanostrips from a surfactant free hydrothermal route / H. Arami, M. Mazloumi, R. Khalifehzadeh, S.K. Sarnezhaad // Journal of Alloys and Compounds. - 2008. - Vol. 461. - № 1. - pp. 551-554.

24. Ming, G.M. A new route to synthesis of y-alumina nanorods / G.M. Ming, J.Z. Ying, L.X. Zi // Materials Letters. - 2007. - Vol. 61. - № 8-9. - pp. 1812-1815.

25. Aymonier, C. Supercritical fluid techniques / C. Aymonier, and F. Cansell // European Journal of Control - 2006. - Vol. 31. - № 3. - pp. 317-337.

26. Aymonier, C. Review of supercritical fluids in inorganic materials science / C. Aymonier, A. Loppinet-Serani, H. Reveron, Y. Garrabos, and F. Cansell // J. Supercrit. Fluids. - 2006. - Vol. 38. - № 2. - pp. 242-251.

27. Bousquet, C. Tuning AI2O3 crystallinity under supercritical fluid conditions: effect on sintering / C. Bousquet, C. Elissalde, C. Aymonier, M. Maglione, F. Cansell, and J.M. Heintz // Journal of the European Ceramic Society. - 2008. - Vol. 28. - pp. 223-228.

28. Tadafumi, Adschiri Rapid and Continuous Hydrothermal Synthesis of Boehmite Particles in Subcritical and Supercritical Water / Tadafumi Adschiri, Katsuhito Kanazawa, Kunio Arai // Journal of the American Ceramic Society. 1992.- Vol. 75. - pp.2615-2618.

29. Ivakin, Yu.D. Induced formation of corundum crystals in supercritical water fluid / Yu.D. Ivakin, M.N. Danchevskaya, G.P. Muravieva // Russian Journal of Physical Chemistry B. - 2015. - Vol. 9. - № 7. - pp. 1082-1094.

30. Taylor, R.I. Grain Boundary Segregation in Mg-doped AkO3 / R.I. Taylor, J.P. Coad, and A.E. Hughes // J. Am. Ceram. Soc. - 1976. - Vol. 59. - № 7-8. - pp. 374-376.

31. Jiang, L. Low temperature synthesis of ultrafine a-AhO3 powder by a simple aqueous sol-gel process / L. Jiang, P. Yubai, X. Changshu, G. Qiming, and J. Jingkun // Ceramics International. - 2005. - Vol. 32. - № 5. - pp. 587-591.

32. Wang, H. Preparation of nanoscale a-AhO3 powder by the polyacrylamide gel method / H. Wang, L. Gao, W. Li, and Q. Li // Nanostructured Materials. - 1999. - Vol. 11. - № 8. - pp. 1263-1267.

33. Park, Y.K. Size-controlled synthesis of alumina nanoparticles from aluminum alkoxides / Y.K. Park, E.H. Tadd, M. Zubris, and R. Tannenbaum // Materials Research Bulletin. - 2005. - Vol. 40. - № 9. - pp. 1506-1512.

34. Wu, Y.O. Preparation of plate-like nano a-alumina particles / Y.Q. Wu, Y.F. Zhang, X.X. Huang, and J.K. Guo // Ceramics International. - 2001. - Vol. 27. - pp. 265268.

35. Hyuk-Joon, Y. Temperature formation of a-alumina by doping of an alumina sol / Y. Hyuk-Joon, W.J. Jin, T.K. Iu, and S.H. Kug // Journal of Colloid and Interface Science.

- 1999. - Vol. 211. - № 1. - pp. 110-113.

36. Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / А.И. Гусев.

- М.:Физматлит, 2005. - 416 с.

37. Дресвянников, А.Ф. Морфология и фазовый состав наноразмерных частиц гидроксида и оксида алюминия, полученных электрохимическим способом / А.Ф. Дресвянников, Е.В. Петрова, М.А. Цыганова // Журнал физической химии. - 2010. -Т.84. - №4. - С.727-732.

38. Hannink, R.H.J. Nanostructure control of materials/ R.H.J. Hannink, A.J. Hill. -New York: Woodhead Publishing Limited, 2006. - 368 pp.

39. Котов, Ю.А. Характеристики нанопорошков оксида алюминия, полученных методом электрического взрыва проволоки / Ю.А. Котов, А.В. Багазеев, А.И. Медведев, А.М. Мурзакаев, Т.М. Демина, А.К. Штольц // Российские нанотехнологии. - 2007. - Т. 2. - № 7-8. - С.109-115.

40. Третьяков, Ю.Д. Синтез функциональных нанокомпозитов на основе твердофазных наноректоров / Ю.Д. Третьяков, А.В. Лукашин, А.А. Елисеев // Успехи химии. - 2004. - Т. 73. - № 9. - С. 974-998.

41. Sharma, P.K. A critical role of pH in the colloidal synthesis and phase transformation of nano size a-AhO3 with high surface area / P.K. Sharma, V.V. Varadan, and V.K. Varadan // J. Eur. Ceram. Soc. - 2003. - Vol. 23. - pp. 659-666.

42. Hernandez, T. The role of the synthesis route to obtain densified TiO2-doped alumina ceramics / T. Hernandez, and M.C. Bautista // J. Eur. Ceram. Soc. - 2005. - Vol. 25. - № 5. - pp. 663-672.

43. Garrido, J.A. Mineralization of drugs in aqueous medium by advanced oxidation processes / J.A. Garrido, E. Brillas, P.L. Cabot, F. Centellas, C. Arias, and R.M. Rodriguez // Portugaliae Electrochimica Acta. - 2007. - Vol. 25. - pp. 19-41.

44. Делимарский, Ю. К. Электродные процессы и методы исследования в полярографии / Ю.К. Делимарский, А.В. Городысский. - Киев: Изд-во АН УССР, 1960. - 294 с.

45. Хейфец, Л.И. Математическое моделирование электрохимических реакторов / Л.И. Хейфец, А.Б. Гольдберг // Электрохимия. - 1989. - Т. 25. - №. 1. -C. 3-33.

46. Делахей, П. Новые приборы и методы в электрохимии / П. Делахей; пер. с англ. под ред. Б.В. Эршлера. - М.: Изд. иностр. лит., 1957. - 510 с.

47. Фрумкин, А.Н. Кинетика электродных процессов / А.Н. Фрумкин, В.С. Багоцкий, З.А. Иофа, Б.Н. Кабанов. - М.: Изд-во МГУ, 1952. - 144 с.

48. Gupta, N. Alkaline peroxide generation using a novel perforated bipole trickle-bed electrochemical reactor / N. Gupta, and C.W. Oloman // Journal of Applied Electrochemistry. - 2005 - Vol. 36. - № 2. - pp. 255-264.

49. Колотыркин, Я.М. Анодное растворение / Я.М. Колотыркин. - М.: Энергия, 1979.- 675 с.

50. Косинцев, В. И. Получение оксидов и гидроксидов металлов электролизом на переменном токе / В.И. Косинцев, В.В. Коробочкин // В сб.: Синтез и технология люминисцентных материалов. - Ставрополь, 1986. - Т. 30. - С. 102-107.

51. Патент РФ № 2135411. Электрохимический способ получения оксида алюминия / В.И. Косинцев, В.В. Коробочкин, Е.П. Ковалевский, Л. Д. Быстрицкий. -Опубл. 27.08.99. - Бюл. № 24.

52. Коробочкин, В.В. Получение геля гидроксида алюминия электролизом на переменном токе / В.В. Коробочкин, В.И. Косинцев, Л.Д. Быстрицкий, Е.П. Ковалевский // Неорганические материалы. - 2002. -Т. 38. - № 9. - С. 1087-1090.

53. Коробочкин, В.В. Разрушение никеля и кадмия при электролизе переменным током в щелочном электролите / В.В. Коробочкин, Е.А. Ханова // Известия Томского политехнического университета. - 2003. - Т. 306. - № 1. - С. 3641.

54. Коновалов, Д.В. Электрохимический синтез оксида цинка на переменном токе / Д.В. Коновалов, В.В. Коробочкин, Е.А. Ханова // Известия Томского политехнического университета. - 2003. - Т. 306. - № 5. - С. 67-71.

55. Коробочкин, В.В. Исследование непрерывной технологии геля гидроксида алюминия / В.В. Коробочкин, Ю.Б. Швалев, В.И. Косинцев, Л.Д. Быстрицкий // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2000. - Т. 43. - Вып. 3. - С. 8286.

56. Швалев, Ю.Б. Исследование непрерывной технологии геля алюминия гидроксида, применяемого в фармацевтической промышленности / Ю.Б. Швалев, Л.Д. Быстрицкий, В.И. Косинцев, М.Д. Медведев, В.В. Коробочкин, Д.Е. Шарыгин // Сибирский медицинский журнал. - 2000. - Т. 16. - № 1. - С. 28-31.

57. Лысенко, А.П. Механизм электролитического получения оксида алюминия, пригодного для производства монокристаллов корунда / А.П. Лысенко, Ю.Г. Серёдкин // Технология металлов. - 2009. - № 12. - С. 7-11.

58. Патент РФ № 2366608. Способ получения оксида алюминия, пригодного для производства монокристаллов корунда / А.П. Лысенко, В.А. Бекишев, Ю.Г. Серёдкин, Г.С. Зелькевич. - Опубл. 10.09.09. - Бюл. № 25. - 5 с.

59. Walter-Levy, L. Sur la thermolyse des hydrates de l'oxalate de calcium / L. Walter-Levy, and J. Laniepiece // C.R. Acad. Sci. Paris. - 1964. - Vol. 259. - pp. 46854688.

60. Hart, R.K. The formation of films on aluminum immersed in water / R.K. Hart // Trans. Faraday Soc. - 1957. - Vol.53. - №7. - pp. 1020-1027.

61. Vedder, W. Aluminum + water reaction / W Vedder, and D.A. Vermilyea // Trans. Faraday Soc. - 1969. - Vol.65. - №554. - pp. 561-564.

62. Alwitt, R.S. The aluminum water system / R.S. Alwitt // Oxides and oxide films. - New York, 1976. - Vol. 4. - pp. 169-254.

63. Ming, L. Elimination of excess fluoride in potable water with coacervation by electrolysis using an aluminum anode / L. Ming, S.R. Yi, Z.J. Hua, B.Y.W. Lei, L. Ping, and K.C. Fuwa // Fluoride. - 1983. - Vol. 20. - № 2. - pp. 54-63.

64. Берсенев, Э.Н. Осаждение ионов алюминия и циркония гидразином из водных растворов / Э.Н. Берсенев, М.С. Ходжамбердиев, Л.Я. Медведева, И.А. Розанов, В.П. Орловский, В.Н. Батог // Журнал неорганической химии. - 1987. - Т. 32. - № 2. - С. 310-314.

65. Золотовский, Б.П. Закономерности кристаллизации рентгеноаморфного гидроксида Al(III), полученного механохимической активацией гидраргиллита / Б.П. Золотовский, С.М. Парамзин, В.И. Зайковский, Р.А. Буянов, Л.М. Плясова, В.Е. Лойко, Г.С. Литвак // Кинетика и катализ. - 1990. - Т. 31. - Вып. 3. - С. 751-755.

66. Acosta, S. Precipitation of alumina gels by a non-hydrolic sol-gel processing method / S. Acosta, R.G.P. Corriu, D. Leclerg, P. Leferve, P.H. Mutin, and A. Vioux // J. Non-Cryst. Solids. - 1994. - Vol. 170. - № 3. - pp. 234-242.

67. Помогайло, А. Д. Наночастицы металлов в полимерах / А. Д. Помогайло, А.С. Розенфельд, И.Е. Уфлянд. - М.: Химия, 2000. - 672 с.

68. Tepper, G. Polymer deposition from supercritical solutions for sensing applications / G. Tepper, and N. Levit // Ind. Eng. Chem. Res. - 2000. - Vol. 39. - pp. 4445-4449.

69. Сумм, Б. Д. Объекты и методы коллоидной химии в нанохимии / Б. Д. Сумм, Н.И. Иванова // Успехи химии. - 2000. - Т. 62. - № 11. - С. 995-1008.

70. Вишнякова, Г.П. Влияние условий получения на удельную поверхность катализатора и носителей / Г.П. Вишнякова, В.А. Дзисько, Л.М. Кефели и др. // Кинетика и катализ. - 1970. - Т. 11. - № 6. - С. 1545-1551.

71. Петина, А.П. Влияние условий осаждения на формуемость гидроксида алюминия / А.П. Петина, М.Е. Левиртер // Химия и химическая промышленность. -1975. - Т. 48. - № 3. - С. 1000-1002.

72. Шкрабина, Р.А. Полиморфные превращения окисей и гидрооксисей алюминия / Р.А. Шкрабина, Э.М. Мороз, Э.А. Левицкий // Кинетика и катализ. -1981. - Т. 22. - № 5. - С. 1293-1299.

73. Красий, Б.В. К вопросу о стабильной модификации тригидрата оксида алюминия / Б.В. Красий, Л.Н, Андрущенко // Журнал прикладной химии. - 1988. -Т. 61. - № 4. - С. 752-757.

74. Bellotto, M. Mechanism of pseudo-boehmite dehydration: influence of reagent structure and reaction kinetics on the transformation seguence / M. Bellotto. B. Rebours, and P. Euzen // Materials Science Forum. - 1998. - Vols. 278-281. - pp. 572-577.

75. Кадошникова, Н.В. Изучение совместного осаждения гидроксидов алюминия и циркония аммиаком из водных растворов / Н.В. Кадошникова, Г.В. Родичева, В.П. Орловский, И.В. Тананаев // Журнал неорганической химии. - 1989.

- Т. 34. - № 2. - С.316-321.

76. Полежаев, Ю.М. Исследование совместно осажденных гидроксидов циркония и элементов подгруппы скандия и лантаноидов при нагревании / Ю. М. Полежаев, Т.М. Барбина, В.Ю. Полежаев // Неорганические материалы. - 1994. - Т. 39. - № 7. - С. 959-962.

77. Иванова, А.С. Физико-химические свойства систем La-Zr-O и Ce-Zr-O, полученных соосаждением / А.С. Иванова, Э.М. Мороз, Г.С, Литвак // Кинетика и катализ. - 1992. - Т. 33. - № 5-6. - С. 1208-1214.

78. Дзисько, В. А. Формирование гидроксида алюминия при старении / В. А. Дзисько, А.С. Иванова, Г.П. Вишнякова // Кинетика и катализ. - 1976. - Т. 17. - № 2. - С. 483-490.

79. Третьяков, Ю.Д. Развитие неорганической химии как фундаментальная основа для создания новых поколений функциональных материалов / Ю.Д. Третьяков // Успехи химии. - 2004. - Т. 73. - № 9. - С. 899-916.

80. Hannink, R.H.J. Transformation toughening in zirconia-containing ceramics / R.H.J. Hannink, P.M. Kelly, and B.C. Muddle // Journal of the American Ceramic Society.

- 2000. - Vol. 83. № 3. - pp. 461-487.

81. Garvie, R.C. Ceramic Steel? / R.C. Garvie, R.H.J. Hannink, and R.T. Pascoe // Nature. - 1975. - Vol. 258. - pp. 703-704.

82. Zhao, X.Y. Phonons and lattice dielectric properties of zirconia / X.Y. Zhao, and D. Vanderbilt // Physical Review B. - 2002. - Vol. 65. - № 7. - P. 075105.

83. Foster, A.S. Structure and electrical levels of point defects in monoclinic zirconia / A.S. Foster, V.B. Sulimov, F.L. Gejo, A.L. Shluger, and R.M. Nieminen // Physical Review B. - 2001. - Vol. 64. - № 22. - P. 224108.

84. Nettleship, I. Tetragonal zirconia polycrystal (TZP) - a review / I. Nettleship, and R. Stevens // International Journal of High Technology Ceramics. - 1987. - Vol. 3. -№ 1. - pp. 1-32.

85. Lange, F.F. Transformation toughening: Part 1, Size effects associated with the thermodynamics of constrained transformations /F.F. Lange // Journal of Materials Science. - 1982. - Vol. 17. - № 1. - pp. 225-234.

86. Lange, F.F. Transformation toughening: Part 4, Fabrication, fracture toughness and strength of AhO3-ZrO2 composites / F.F. Lange // Journal of Materials Science. - 1982.

- Vol. 17. - № 1. - pp. 247-254.

87. Muraleedharan, K. Identification of t'-phase in ZrO2-7.5wt% Y2O3 thermal-barrier coatings / K. Muraleedharan, J. Subrahmanyam, and S. Bhaduri // Journal of the American Ceramic Society. - 1988. - Vol. 71. - № 5. - pp. 226-227.

88. Robello, N. Phase stability issues in emerging TBC systems. High temperature corrosion and materials chemistry IV / N. Robello, A. Gandhi, and C. Levi (E. Opila, P. Hou, T. Maruyama, B. Pieraggi, M. McNallan, D. Shifler, and E. Wuchina [Eds.]) // Electrochemical Society Proceedings PV2003-16. - 2003. - pp. 431-442.

89. Kuntz, J. Nanocrystalline-Matrix Ceramic Composites for Improved Fracture Toughness / J. Kuntz, G.-D. Zhan, and A. Mukhejee // Materials Research Society Bulletin.

- 2004. - Vol. 29. - № 1. - pp. 22-27.

90. Fabrichnaya, O. Assessment of thermodynamic parameters in the system ZrO2-Y2O3-AI2O3 / O. Fabrichnaya, and F. Aldinger // Zeitschrift Für Metallkunde. - 2004. -Vol. 95. - № 1. - pp. 27-39.

91. Рутман, Д.С. Высокоогнеупорные материалы из диоксида циркония / Д.С. Рутман, Ю.С. Торопов, С.Ю. Плиннер. - М.: Металлургия, 1985. - 136 с.

92. Jerebtsov, D. Phase Diagram of the System AhO3-ZrO2 / D. Jerebtsov, G. Mikhailov, and S. Sverdina // Ceramics International. - 2000. - Vol. 26. - pp. 821-830.

93. Aita, C.R. Thermodynamics of tetragonal zirconia formation in a nanolaminate film / C.R. Aita, M.D. Wiggins, R. Whig, C.M. Scanlan, and M. Gajdardziska-Josifovska // Journal of Applied Physics. - 1996. - Vol. 79. - № 2. - pp. 1176-1178.

94. Schofield, M.A. Transmission electron microscopy study of zirconia-alumina nanolaminates grown by reactive sputter deposition. Part I: zirconia nanocrystallite growth morphology / M.A. Schofield, C.R. Aita, P.M. Rice, and M. Gajdardziska-Josifovska // Thin Solid Films. - 1998. - Vol. 326. - № 1-2. - pp. 106-116.

95. Leverkoehne, M. Phase development of ZrxAl^-Al2O3 composites during reaction sintering of Al/ZrO2/Al2O3 powder mixtures / M. Leverkoehne, R. Janssen, and C. Claussen // Journal of Materials Science Letters. - 2002. - Vol. 21. - № 2. - pp. 179-183.

96. Леонтьев, Л.И. От ультрадисперсных металлических и оксидных порошков к наноразмерным / Л.И. Леонтьев, В.И. Пономарев // Нанотехнологии в строительстве. Научный интернет-журнал. - 2009. - Т. 1. - № 2. - С. 21-34.

97. Chen, I.W. Sintering dense nanocrystalline ceramics without final-stage grain growth / I.W. Chen, X.H. Wang // Nature. - 2000. - Vol. 404. - pp. 168-171.

98. Печенюк, С.И. Сорбционные свойства цирконогелей / С.И. Печенюк, Е.В. Калинкина // Изв. АН Сер. Хим. - 1996. - №11. - С. 2653-2657.

99. Иванова, А.С. Высокодисперсные цирконийсодержащие оксидные системы: синтез, свойства, применение / А.С. Иванова // Кинетика и катализ. - 2001.

- T. 42. - № 3. - С. 394-405.

100. Каракчиев, Л.Г. Синтез и физико-химические свойства золей гидратированных оксидов. 1. Золь диоксида циркония / Л.Г. Каракчиев, Т.М. Беленок, П. Л Митякин // Сибирский химический журнал. - 1992. - № 4. - С. 100-104.

101. Голикова, Е.В. Исследование процесса гетерокоагуляции двухкомпонентных дисперсных систем, содержащих наноразмерные и субмикронные частицы различной степени гидрофильности / Е.В. Голикова, Ю.М. Чернобережский // Физика и химия стекла. - 2005. - Т. 31. - № 3. - С. 375-388.

102. Кадошникова, Н.В. Изучение совместного осаждения гидроксидов алюминия и циркония аммиаком из водных растворов / Н.В. Кадошникова, Г.В. Родичева, В.П. Орловский, И.В. Тананаев // Журнал неорганической химии. - 1989.

- Т. 34. - № 2. - С. 316-321.

103. Шилова, О. А. Силикатные наноразмерные пленки, полученные золь-гель методом, для планарной технологии изготовления полупроводниковых газовых

сенсоров / О.А. Шилова // Физика и химия стекла. - 2005. - Т. 31. - № 2. - С. 270293.

104. Шабанова, Н.А. Основы золь-гель технологии нанодисперсного кремнезема / Н.А. Шабанова, П. Д. Саркисов. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 208 с.

105. Семченко, Г.Д. Золь-гель процесс в керамической технологии: монография / Г.Д. Семченко. - Харьков: Бизнес Информ, 1997. - 144 с.

106. Сычев, М.М. Перспектива использования золь-гель метода в технологии неорганических материалов / М.М. Сычев // Журнал прикладной химии. - 1990. - Т. 63. - № 3. - С. 489-499.

107. Глушкова, В.Б. Особенности поведения аморфного гидроксида циркония. I. Золь-гель процессы при синтезе диоксида циркония / В.Б. Глушкова, А.Н. Лапшин // Физика и химия стекла. - 2003. - Т. 29. - № 4. - С. 573-581.

108. Bucko, M.M. Crystallization of zirconia under hydrothermal condition / M.M. Bucko, K. Haberko, and M. Franya // Amer. Ceram. Soc. Bull. - 1995. - Vol. 74. - № 12. - pp. 3397-3400.

109. Hideyuki, Y. Preparation of ZrO2-AhO3 composite powder by thermal decomposition of Zr-Al metallo-organic compound / Y. Hideyuki, O. Akiyoshi, Y. Tatsumi, and K. Hitoshi // Materials Letters. - 1986. - Vol. 4. - № 10. - pp. 426-428.

110. Yoshimatsu, H. Carbon-thermal reduction and nitridation of mixtures of silica and alumina dehydrate / H. Yoshimatsu, H. Kawasaki, Y. Miura, and A. Osaka // Journal of Materials Science. - 1989. - Vol. 24. - № 9. - pp. 3280-3284.

111. Murase, Y. Stability of ZrO2 phases in ultrafine ZrO2-AhO3 mixtures / Y. Murase, E. Kato, and K. Daimon // J. Amer.Ceram. Soc. - 1986. - Vol. 69. - № 2. - pp. 83-87.

112. Debsikdar, J.C. Influence of synthesis chemistry on alumina-zirconia powder characteristics // J. Mater. Sci. - 1987. - Vol. 22. - № 6. - pp. 2237-2247.

113. Wang, J. Zirconia-toughened alumina (ZTA) ceramics / J. Wang, R. Stevens // J. Mater. Sci. - 1989. - Vol. 24. - № 10. - pp. 3421-3440.

114. Sproson, D.W. Preparation of alumina-zirconia powders by evaporation decomposition of solutions / D.W. Sproson, G.L. Messing // J. Amer. Ceram. Soc. - 1984.

- Vol. 67. - № 5. - pp. 92-93.

115. Fegley, B.Jr. Processing and characterization of ZrÜ2 and Y-doped ZrÜ2 powders / B.Jr. Fegley, P. White, and H.K. Bowen // Am. Ceram. Soc. Bull. - 1985. - Vol. 64. - № 8. - pp. 1115-1120.

116. Yoshimura, M. Alumina-zirconia fine powders prepared by hydrothermal oxidation (in Japanese) / M. Yoshimura, S. Kikugawa, and S. Somiya // Yogyo Kyokai Shi.

- 1983. - Vol. 91. - № 4. - pp. 182-188.

117. Chen, I.W. Science and Technology of Zirconia in Advances in Ceramics / I.W. Chen, Y.H. Chiao, in: A.H. Heuer, L.W. Hobbs (Eds.) // The American Ceramics Society, Columbus, ÜH. - 1984. - Vol. 12. - pp. 33-45.

118. Garvie, R.C. Biocompatibility of magnesia-partially stabilized zirconia (Mg-PSZ) ceramics / R.C. Garvie, C. Urbani, D.R. Kennedy, J.C. McNeuer // J. Mater. Sci. -1984. - Vol. 19. - pp. 3224-3228.

119. Ban, S. Biaxial flexure strength and low temperature degration of Ce-TZP/AI2O3 nanocomposite and Y-TZP as dental restoratives / S. Ban, H. Sato, Y. Suehiro, H. Nakanishi, and M. Nawa // J. Biomed. Mater. Res. B: App. Biomat., 87 B. - 2008. - pp. 492-498.

120. Chevalier, J. Critical effect of cubic phase on aging in 3 mol% yttria-stabilized zirconia ceramics for hip replacement prosthesis / J. Chevalier, S. Deville, E. Munch, R. Jullian, and F. Lair // Biomater. - 2004. - Vol. 25. - pp. 5539-5545.

121. Warman, M.Ü. Effects of residual gas on the sintering of alumina to theoretical density in vacuum / M.Ü. Warman, and D.W. Budworth // Trans. Br. Ceram. Soc. - 1967.

- Vol. 66. - pp. 265-271.

122. Ajayi, Ü.Ü. Surface damage of structural ceramics: implications for wear modeling / Ü.Ü. Ajayi, and K.C. Ludema // Wear. - 1988. - Vol. 124. - pp. 237-257.

123. Gahr, Zum K.-H. Effect of grain size on friction and sliding wear of oxide ceramics / K.-H. Zum Gahr, W. Bundschuh, and B. Zimmerlin // Wear. - 1993. - Vol. 162164. - pp. 269-279.

124. Uematsu, K. Hot isostatic pressing of alumina and examination of the hot isostatic pressing map / K. Uematsu, K. Itakura, N. Uchida, K. Saito, A. Miyamoto, and T. Miyashita // J. Am. Ceram. Soc. - 1990. - Vol. 73. - № 1. - pp. 74-78.

125. Hayashi, K. Transmision optical properties of policrystalline alumina with submicron grains / K. Hayashi, O. Kobayashi, S. Toyoda, and K. Morinaga // Mater. Trans., JIM. - 1991. - Vol. 32. - № 11. - pp. 1024-1029.

126. Mizuta, H. Preparation of high-strength and translucent alumina by hot isostatic pressing / H. Mizuta, K. Oda, Y. Shibasaki, M. Maeda, M. Machida, and K. Ohshima // J. Am. Ceram. Soc. - 1992. - Vol. 75. - pp. 469-473.

127. Koike, J. Mechanical properties and microstructure of centrifugally compacted alumina and hot-isostatically-pressed alumina / J. Koike, S. Tashima, S. Wakiya, K. Maruyama, and H. Oikawa // Mater. Sci. Eng. A. - 1996. - Vol. 220. - pp. 26-34.

128. Iturriza, I. Sinter and sinter-HIP of silicon nitride ceramics with yttria and alumina additions / I. Iturriza, F. Castro, and M. Fuentes // J. Mater. Sci. - 1989. - Vol. 24. - № 6. - pp. 2047-2056.

129. Iturriza, I. Densification of silicon nitride ceramics under sinter-HIP conditions / I. Iturriza, J. Echeberria, I. Gutierrez, and F. Castro // J. Mater. Sci. - 1990. - Vol. 25. -pp. 2539-2548.

130. Hoffmann, M.J. Potential of the sinter-HIP-technique for the development of high-temperature resistant Si3N4-ceramics / M.J. Hoffmann, A. Geyer, and R. Oberacker // J. Eur. Ceram. Soc. - 1999. Vol. 19. - № 13-14. - pp. 2359-2366.

131. Xie, Z. Microwave processing and properties of ceramics with different dielectric loss / Z. Xie, J. Yang, X. Huang, and Y. Huang // Journal of the European Ceramic Society. - 1999. - Vol. 19. - № 3. - pp. 381-387.

132. Hesabi, Z.R. Suppression of grain growth in sub-micrometer alumina via two-step sintering method / Z.R. Hesabi, M. Haghighatzadeh, M. Mazaheri, D. Galusek, and S.K. Sadrnezhaad // Journal of the European Ceramic Society. - 2009. - Vol. 29. - № 8. -pp. 1371-1377.

133. Risbud, S.H. Retention of nanostructure in aluminum oxide by very rapid sintering at 1150 0C / S.H. Risbud, C.H. Shan, A.K. Mukherjee, M.J. Kim, J.S. Bow, and R.A. Holl // J. Mater. Res. - 1995. - Vol. 10. - № 2. - pp. 237-239.

134. Mishra, R.S. Influence of initial crystal structure and electrical pulsing on densification of nanocrystalline alumina powder / R.S. Mishra, S.H. Risbud, and A.K. Mukherjee // Journal of Materials Research. - 1998. - Vol. 13. - pp. 86-89.

135. Mishra, R.S. Electric pulse assisted rapid consolidation of ultrafine grained alumina matrix composites / R.S. Mishra, and A.K. Mukherjee // Materials Science and Engineering: A. - 2000. - Vol. 287. - pp. 178-182.

136. Zhao, Z. Spark plasma sintering of nano-crystalline ceramics / Z. Zhao, V. Buscaglia, P. Bowen, M. Nygren // Key Engineering Materials. - 2004. - Vols. 264-268. - pp. 2297-2300.

137. Wang, S.W. Densification of AkO3 powder using spark plasma sintering / S.W. Wang, L.D. Chen, and T. Hirai // J. Mater. Res. - 2000. - Vol. 15. - pp. 982-987.

138. Gao, L. Bending strength and microstructure of AkO3 ceramics densified by spark plasma sintering / L. Gao, J.S. Hong, H. Miyamoto, and S.D.D.L. Torre // J. Eur. Ceram. Soc. - 2000. - Vol. 20. - pp. 2149-2152.

139. Jeong, J.W. Effect of electric field on the migration of grain boundaries in alumina / J.W. Jeong, J.H. Han, and D.Y. Kim // J. Am. Ceram. Soc. - 2000. - Vol. 83. -№ 4. - pp. 915-918.

140. Munir, Z.A. The effect of electric field and pressure on the synthesis and consolidation of materials: A review of the spark plasma sintering method / Z.A. Munir, U. Anselmi-Tamburini, and M. Ohyanagi // J. Mater. Sci. - 2006. - Vol. 41. - № 3. - pp. 763777.

141. Munir, Z.A. Electric current activation of sintering: a review of the pulsed electric current sintering process / Z.A. Munir, D.V. Quach, and M. Ohyanagi // J. Am. Ceram. Soc. - 2011. - Vol. 94. - № 1. - pp. 1-19.

142. Cologna, M. Flash sintering of nanograin zirconia in < 5 s at 850 degrees C / M. Cologna, B. Rashkova, and R. Raj // J. Am. Ceram. Soc. - 2010. - Vol. 93. - № 11. -pp. 3556-3559.

143. Yang, D. Enhanced sintering rate and finer grain size in yttria-stablized zirconia (3y-tzp) with combined dc electric field and increased heating rate / D. Yang, and H. Conrad // Mat. Sci. Eng. A - Structural Materials Properties Microstructure and Processing.

- 2011. -Vol. 528. - № 3. - pp. 1221-1225.

144. Tokita, M. Trends in advanced SPS systems and FGM technology / M. Tokita // Journal of the Society of Powder Technology, Japan. - 1993. - Vol. 30. - № 11. - pp. 790-804.

145. Niihara, K. New design concept for structural ceramics - ceramic nanocomposites / K. Niihara // J. Ceram. Soc., Japan. - 1991. - Vol. 99. - № 10. - pp. 974982.

146. Ohji, T. Tensile creep behavior of alumina/silicon carbide nanocomposite / T. Ohji, A. Nakahira, T. Hirano, and K. Niihara // J. Am. Ceram. Soc. - 1994. - Vol. 77. - № 12. - pp. 3259-3262.

147. Fahrenholtz, W.G. AkO3-Ni composites with high strength and fracture toughness / W.G. Fahrenholtz, D.T. Ellerby, and R.E. Loehman // J. Am. Ceram. Soc. -2000. - Vol. 83. - № 5. - pp. 1279-1280.

148. Roy, R.A. Diphasis xerogels: ceramic-metal composites / R.A. Roy, R. Roy // Mater. Res. Bull. - 1984. - Vol. 19. - № 2. - pp. 169-177.

149. Breval, E. Properties and microstructure of Ni-alumina composite materials prepared by the sol-gel method / E. Breval, G. Dodds, and C.G. Pantano // Mater. Res. Bull.

- 1984. - Vol. 20. - pp. 1191-1205.

150. Roy, R. Ceramics by the solution - sol-gel route / R/ Roy // Science. - 1987. -Vol. 238. - pp. 1664-1669.

151. Breval, E. Sol-gel prepared Ni-alumina composite materials: part I. Structure and hot-pressing temperature / E. Breval, C.G. Pantano // J. Mater. Sci. - 1992. - Vol. 27.

- pp. 5463-5469.

152. Rodeghiero, E.D. Synthesis and properties of Ni-a-AhO3 composites via solgel / E.D. Rodeghiero, O.K. Tse, J. Chisaki, and E.P. Giannelis // Mater. Sci. Eng., A -Struct. Mater.: Prop. Microstruct. Process. - 1995. - Vol. 195. - pp. 151-161.

153. Breval, E. Sol-gel prepared Ni-alumina composite materials: part I. microstructure and mechanical properties / E. Breval, Z. Deng, S. Shiou, and C.G. Pantano // J. Mater. Sci. - 1992. - Vol. 27. - pp. 1464-1468.

154. Tuan, W.H. Preparation of AhO3/Ni composites by pressureless sintering in H2 / W.H. Tuan, M.C. Lin, and H.H. Wu // Ceram. Int. - 1995. - Vol. 21. - pp. 221-225.

155. Tuan, W.H. Processing of alumina/nickel composites / W.H. Tuan, and R.J. Brook // J. Eur. Ceram. Soc. - 1992. - Vol. 10. - № 1. - pp. 95-100.

156. Sekino, T. Reduction and sintering of a nickel-dispersed-alumina composite and its properties / T. Sekino, T. Nakajima, S. Ueda, and K. Niihara // J. Am. Ceram. Soc.

- 1997. - Vol. 80. - № 5. - pp. 1139-1148.

157. Kuroishi, N. High-strain-rate superplasticity in sintered preforms produced by spark plasma sintering / N. Kuroishi // Proc. NEDO International Symposium on Functionally Graded Materials, Tokyo, Japan. - 1999. - pp. 67-74.

158. US Patent № 6 200 515 B1. One-step synthesis and consolidation of nano-phase materials / Z.A. Munir, E. Gaffet, F. Charlot, and F. Bernard. - 13 March, 2001.

159. Yao, X. Alumina-nickel composites densified by spark plasma sintering / X. Yao, Z. Huang, L. Chen, and et. // Materials Letters. - 2005. - Vol. 59. - № 18. - pp. 23142318.

160. Zhan, G.-D. Alumina-based nanocomposites consolidated by spark plasma sintering / G.-D. Zhan, J. Kuntz, J. Wan, J. Garay, A.K. Mukherjee // Scripta Materialia. -2002. - Vol. 47. - № 11. - pp. 737-741.

161. Oh, S. Processing and properties of Ni-Co alloy dispersed AI2O3 nanocomposites / S. Oh, M. Sando, and K. Niihara // Scripta Materialia. - 1998. - Vol. 39.

- № 10. - pp. 1413-1418.

162. Zhang, C. Pressureless sintering of P-sialon with improved green strength by using metallic Al powder / C. Zhang, R. Janssen, and N. Claussen // Mater. Lett. - 2003. -Vol. 57. - № 22-23. - pp. 3352-3356.

163. Huang, Y.L. a-Fe-AkO3 nanocomposites prepared by sol-gel method / Y.L. Huang, D.S. Xue, P.H. Zhou, Y. Ma, and F.S. Li // Mater. Sci. Eng. A. - 2003. - Vol. 359.

- № 1-2. - pp. 332-337.

164. Li, J. Preparation of Ni/AkO3 nanocomposite powder by high-energy ball milling and subsequent heat treatment / J. Li, F. Li, and K. Hu // J. Mater. Process. Tech. -2004. - Vol. 147. - № 2. - pp. 236-240.

165. Oh, I.-H. Microstructural characterization of Al2O3-Ni composites prepared by electroless deposition / I.-H. Oh, J.-Y. Lee, J.-K. Han, H.-J. Lee, and B.-T. Lee // Surface and Coatings Technology. - 2005. - Vol. 192. - № 1. - pp. 39-42.

166. Khoperia, T.N. Formation of microcircuits in microelectronics by electroless deposition / T.N. Khoperia, T.J. Tabatadze, and T.I. Zedginidze // Electrochimica Acta. -1997. - Vol. 42. - pp. 3049-3055.

167. Lee, B.-T. Microstructures and mechanical properties of spark plasma sintered AhO3-Co composites using electroless deposited AkO3-Co powders / B.-T. Lee, K.-H. Kim, A.H.M. Esfakur Rahman, and H.-Y. Song // Materials Transactions. - 2008. - Vol. 49. - № 6. - pp. 1451-1455.

168. Paesano, A.Jr. Synthesis and characterization of Fe-AhO3 composites / A.Jr. Paesano, C.K. Matsuda, J.B.M. da Cunha, M.A.Z. Vasconcellos, B. Hallouche, and S.L. Silva // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2003. - Vol. 264. - pp. 264-274.

169. Li, W. Co-production of hydrogen and multi-wall carbon nanotubes from ethanol decomposition over Fe/AhO3 catalysts / W. Li, H. Wang, Z. Ren, G. Wang, and J. Bai // Appl. Catalysis B: Environmental. - 2008. - Vol. 84. - № 3-4. - pp. 433-439.

170. Reshetenko, T.V. Coprecipitated iron-containing catalysts (Fe-AbO3, Fe-Co-AI2O3, Fe-Ni-Al2O3) for methane decomposition at moderate temperatures: Part II. Evolution of the catalysts in reaction / T.V. Reshetenko, L.B. Avdeeva, V.A. Ushakov, and et. // Applied Catalysis A: General. - 2004. - Vol. 270. - № 1-2. - pp. 87-99.

171. Epicier, T.T. Preliminary high-resolution electron microscopy study of (1120) oriented AhO3-Fe interfaces / T.T. Epicier, C. Esnouf, M.A. Smith, and D. Pope // Philosophical Magazine Letters. - 1992. - Vol. 65. - № 6. - pp. 299-309.

172. Konopka, K. Microstructure and the fracture toughness of the AhO3-Fe composites / K. Konopka, and A. Ozieblo // [J]. Mater. Charact. - 2001. - Vol. 46. - pp. 125-129.

173. Giri, A.K.. Magnetic properties of Fe-AkO3 gel granular solids prepared by ball milling / A.K. Giri // Mater. Res. Bull. - 1997. - Vol. 32. - № 5. - pp. 523-529.

174. Babakhani, A. Fabrication of Fe/AkO3 composite foam via combination of combustion synthesis and spark plasma sintering techniques / A. Babakhani, E. Zahabi, and H.Y. Mehrabani // Journal of Alloys and Compounds. - 2012. - Vol. 514. - pp. 20-24.

175. Xue, L.A. Deformation and grain-growth of low-temperature-sintered high-purity alumina / L.A. Xue, and I.W. Chen // J. Am. Ceram. Soc. - 1990. - Vol. 73. - pp. 3518-3521.

176. Snen, Z.J. Spark plasma sintering of alumina / Z.J. Shen, M. Johnsson, Z. Zhao, and M. Nygren // J. Am.Ceram. Soc. - 2002. - Vol. 85. - № 8. - pp. 1921-1927.

177. Gao, L. Mechanical properties and microstructure of nano SiC-AkO3 composites densified by spark plasma sintering / L. Gao, H.Z. Wang, J.S. Hong, H. Miyamoto, K.Miyamoto, Y. Nishikawa, and S.D.D.L. Torre // J. Eur. Ceram. Soc. - 1999. - Vol. 19. - pp. 609-613.

178. Gao, L. Bending strength and microstructure of AkO3 ceramics densified by spark plasma sintering // L. Gao, J.S. Hong, H. Miyamoto, and S.D.D.L. Torre // J. Eur. Ceram. Soc. - 2000. - Vol. 20. - № 12. - pp. 2149-2152.

179. Gao, L. Fabrication of YAG-SiC nanocomposities by spark plasma sintering / L. Gao, H. Wang, H. Kawaoka, T. Sekino, and K. Niihara // J. Eur. Ceram. Soc. - 2002. -Vol. 22. - pp. 785-789.

180. Tamari, N. Effect of spark plasma sintering on densification, mechanical properties and cutting performance of titanium carbide whisker/alumina composite ceramics / N. Tamari, I. Kondoh, T. Tanaka, N. Tokunaga, M. Kawahara, M. Tokita, K. Tezuka, and T. Yamamoto // J. Ceram. Soc., Japan. - 1997. - Vol. 105. - № 10. - pp. 911914.

181. Shen, Z. Spark plasma sintering of alumina / Z. Shen, M. Johnsson, Z. Zhao, and M. Nygren // J. Am. Ceram. Soc. - 2002. - Vol. 85. - № 8. - pp. 1921-1927.

182. Alvarez-Clemares, I. Microstructure and mechanical effects of spark plasma sintering in alumina monolithic ceramics / I. Alvarez-Clemares, A. Borrell, S. Agouram,

R. Torrecillas, and A. Fernández // Scripta Materialia. - 2013. - Vol. 68. - № 8. - pp. 603606.

183. Wei, G.C. Translucent polycrystalline alumina with improved resistance to sodium attack / G.C. Wei, A. Hecker, and D.A. Goodman // J. Am. Ceram. Soc. - 2001. -Vol. 84. - № 12. - pp. 2853-2862.

184. Hayashi, K. Transmission optical properties of polycrystalline alumina with submicron grains / K. Hayashi, O. Kobayashi, S. Toyoda, and K. Morinaga // Mater. Trans. Jpn. Inst. Met. - 1991. - Vol. 32. - pp. 1024-1029.

185. O, Y.T. Effect of grain size ontransmittance and mechanical strength of sintered alumina / Y.T. O, J.B. Koo, K.J. Hong, J.S. Park, and D.C. Shin // Mater. Sci. Eng. A. -2004. - Vol. 374. - pp. 191-195.

186. Krell, A. Transparent sintered corundum with high hardness and strength / A. Krell, P. Blank, H.W. Ma, T. Hutzler, M.P.B. Bruggen, and R. Apetz // J. Am. Ceram. Soc. - 2003. - Vol. 86. - № 1. - pp. 12-18.

187. Naglieri, V. Elaboration of alumina-zirconia composites: role of the zirconia content on the microstructure and mechanical properties / V. Naglieri, P. Palmero, L. Montanaro, and J. Chevalier // Materials. - 2013. - Vol. 6. - № 5. - pp. 2090-2102.

188. Chevalier, J. On the kinetics and impact of tetragonal to monoclinic transformation in an alumina/zirconia composite for arthroplasty applications / J. Chevalier, S. Grandjean, M. Kuntz, and G. Pezzotti // Biomaterials. - 2009. - Vol. 30. - № 29. - pp. 5279-5282.

189. Sergo, V. The effect of wear on the tetragonal-to-monoclinic transformation and the residual stress distribution in zirconia-toughened alumina cutting tools / V. Sergo, V. Lughi, G. Pezotti, E. Lucchi, S. Meriani, N. Muraki, G. Katagiri, S. Lo Casto, and T. Nishida // Wear. - 1998. - Vol. 214. - pp. 264-270.

190. Lo Casto, S. Machining of steel with advanced ceramic cutting tools / S. Lo Casto, E. Lo Valvo, E. Lucchini, S. Maschio, M. Piacentini, and V.F. Ruisi // Key Engineering Materials. - 1996. - Vol. 114. - pp. 105-134.

191. Lange, F.F. Hindrance of grain growth in AI2O3 by ZrO2 inclusions / F.F. Lange, and M.M. Hirlinger // J. Am. Ceram. Soc. - 1984. - Vol. 67. - № 3. - pp. 164-168.

192. Kibbel, B.W. Ripening of inter- and intragranular ZrO2 particles in ZrO2-toughened AI2O3 / B.W. Kibbel, and A.H. Heuer // in «Advances in Ceramics», Vol. 12, «Science and Technology of Zirconia II», edited by N. Claussen, M. Ruhle, and A.H. Heuer : The American Ceramics Society, Columbus, Ohio. - 1984. - pp. 415-424.

193. Luthra, K.L. Thermochemical analysis of the stability of continuous SiC fibers / K.L. Luthra // J. Am. Ceram. Soc. - 1986. - Vol. 69. - № 10. - pp. 231-233.

194. Hori, S. Influence of small ZrO2 additions on the microstructure and mechanical properties of AhO3 / S. Hori, R. Kurita, M. Yoshimura, and S. Somiya // In: S. Somiya, N. Yamamoto, and H. Hanagida, eds. Science and technology of zirconia III. Adv. in Ceramics. Vol. 24. Westerville, OH: Am. Cer. Soc. - 1988. - pp. 423-429.

195. Kimrey, H.D. Microwave sintering of zirconia-toughened alumina composites / H.D. Kimrey, J.O. Kiggans, M.A. Janney, and R.L. Beatty // in Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol. 189, Microwave Processing of Materials II. W.B. Snyder, W.H. Sutton, M.F. Iskander, and D.L. Johnson, eds. Pittsburgh, Pennsylvania: Materials Research Society. - 1991. - pp. 243-255.

196. Ye, F. Synthesis of silicon nitride-barium aluminosilicate self-reinforced ceramic composite by a two-step pressureless sintering / F. Ye, L. Liu, J. Zhang, M. Iwasa, and C.L. Su // Comp. Sci. Tech.- 2005. - Vol. 65. - pp. 2233-2239.

197. Wang, Ch.J. Two step sintering of fine alumina-zirconia ceramics / Ch.J. Wang, Ch.Y. Huang, and Y.Ch. Wu // Ceram. Int. - 2009. - Vol. 35. - № 4. - pp. 14671472.

198. Wojtowicz, B. Two-step sintering and related properties of 10 vol.% ZrO2-AI2O3 composites derived from filter and cold isostatic pressing / B. Wojtowicz, and W. Pyda // Materialy ceramiczne (Ceramic materials). - 2011. - Vol. 63. - № 4. - pp. 814819.

199. Meng, F. Densification and mechanical properties of fine-grained Al2O3-ZrO2 composites consolidated by spark plasma sintering / F. Meng, C. Liu, F. Zhang, Z. Tian, and W. Huang // Journal of alloys and compounds. - 2012. - Vol. 512. - № 1. - pp. 63-67.

200. Дресвянников, А.Ф. Морфология и фазовый состав наноразмерных частиц гидроксида и оксида алюминия, полученных электрохимическим способом /

А.Ф. Дресвянников, Е.В. Петрова, М.А. Цыганова // Журнал физической химии. -2010. - Т. 84. - № 4. - С. 727-732.

201. Петрова, Е.В. Фазовый состав нанокристаллических алюмоциркониевых оксидов, полученных электрохимическим соосаждением / Е.В. Петрова, Р.Г. Романова // Журнал физической химии. - 2006. - Т. 80. - № 6. - С. 1-7.

202. Горелик, С.С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд. доп. и перераб. / С.С. Горелик, Ю.А. Скаков, Л.Н. Расторгуев. - М.: МИСИС, 2002. - 360 с.

203. Минько, Н.И. Методы получения и свойства нанообъектов: учеб. пособие / Н.И. Минько, В.В. Строкова, И.В. Жерновский, В.М. Нарцев. - М.: Флинта: Наука, 2009. - 168 с.

204. Stiles, A.B. Catalysts supports and supported catalysts. Theoretical and applied concepts / A.B. Stiles. - Boston: Butterworthsss Pub, 1987. - 201 p.

205. Патент № 5435986 США. Method for preparing high purity aluminium hydroxide / C.C.K. Chiang. Заявл. 30.08.94. Опубл. 25.07.95.

206. Zhang, Q.Y. Microstructure, morphology and their annealing behaviors of alumina films synthesized by ion beam assisted deposition / Q.Y. Zhang, W.J. Zhao, P.S. Wang, L. Wang, J.J. Xu, and P.K. Chu // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. - 2003. - Vol. 206. -pp. 357-361.

207. Шепелева, М.Н. Влияние агрегации гидроксидов на структурно-механические свойства оксида алюминия, сформированного жидкостным методом / М.Н. Шепелева, В.Б. Фенелонов, Р. А. Шкрабина, Э.М. Мороз // Кинетика и катализ. - 1986. - Т. 32. - №5. - С. 1202-1207.

208. Петрова, Е.В. Влияние способа получения дисперсного предшественника на физические свойства алюмооксидной керамики / Е.В. Петрова, М. Ахмади Дарякенари, А.Ф. Дресвянников // Международная научная конференция «Полифункциональные химические материалы и технологии», г. Томск, 21-22 мая 2015 г. - С. 149-151.

209. Ситников, С.Ю., Математическая модель коаксиального электролизера с существенно отличающимися размерами электродов / С.Ю. Ситников, А.Ф. Дресвянников, В.Ф. Сопин, Л.А. Ситникова // Известия вузов. Проблемы энергетики. - 2000. - №3-4. - С.112-114.

210. Дресвянников, А.Ф. Электрохимическая очистка воды: монография / А.Ф. Дресвянников, Ф.Н. Дресвянников, С.Ю.Ситников. - Казань: Фэн, 2004. - 206 с.

211. Кафаров, В.В. Математическое моделирование основных процессов химических производств / В.В. Кафаров, М.Б. Глебов. - М.: Высш. школа, 1991. -400 с.

212. Латимер, В. Окислительные состояния элементов и их потенциалы в водных растворах / В.Латимер, пер. с англ. В.В. Лосева и И.И. Третьякова, под ред. проф. К.В. Астахова. - М.: Изд-во иностр. лит., 1954. - 400 с.

213. Кошель, Н.Д. Материальные процессы в электрохимических аппаратах. Моделирование и расчет: учеб. пособие / Н.Д. Кошель. - Киев; Донецк: Вища шк., 1986. - 192 с.

214. Алымов, М.И. Методы получения и физико-механические свойства объемных нанокристаллических материалов / М.И. Алымов, В. А. Зеленский. - М.: МИФИ, 2005. - 52 с.

215. Kerkwijk, B. Zirconia-Aluminia Ceramic Composites with Extremely High Wear Resistance / B. Kerkwijk, E. Mulder, H. Verweij // Advanced engineering materials. - 1999. - Vol. 1. - № 1. - pp. 69-71.

216. Бардаханов, С.П. Свойства керамики, полученной из нанодисперсных порошков / С.П. Бардаханов, А.В. Ким, В.И. Лысенко и др. // Неорганические материалы. - 2009. - Т. 45. - № 3. - С.379-384.

217. Каракчиев, Л.Г. Формирование нанодисперсного диоксида циркония при золь-гель и механохимическом методе синтеза / Л.Г. Каракчиев, Е.Г. Аввакумов, О.Б. Винокурова и др. // Журнал неорганической химии. - 2003. - Т. 48. - № 10. - С. 1589-1595.

218. Acosta, S. Preparation of alumina gels by a non-hydrolytic sol-gel processing method / S. Acosta, R.J.P. Corriu, D. Leclercq, P. Lefevre, P.H. Mutin, and A. Vioux // J. Non-Cryst. Solids. - 1994. - Vol. 170. - № 3. - pp. 234-242.

219. Wang, J.A. Aluminum local environment and defects in the crystalline structure of sol-gel alumina catalyst / J.A. Wang, X. Bokhimi, A. Morales, O. Novaro, T. Lopez, and R. Gomez // J. Phys. Chem. B. - 1999. - Vol. 103. - № 2. - pp. 299-303.

220. Starowicz, M. Alumina-based nanoparticles obtained by anodic dissolution of Al in electrolytes with alcohol solvents / M. Starowicz, P. Starowicz, and B. Stypula // Journal of Solid State Electrochemistry. - 2014. - Vol. 18. - № 11. - pp. 3965-3071.

221. Петрова, Е.В. Электрохимический синтез алюмоциркониевых оксидных систем / Е.В. Петрова, А.Ф. Дресвянников, А.И. Хайруллина, М. Ахмади Дарякенари // Международный симпозиум «Химия для биологии, медицины, экологии и сельского хозяйства», г. Санкт-Петербург, 24-26 ноября 2015 г. - С. 67-68.

222. Хайруллина, А.И. Алюмоциркониевые оксидные системы, полученные электрохимическим методом и их физико-химические свойства / А.И. Хайруллина, М. Ахмади Дарякенари, Е.В. Петрова, А.Ф. Дресвянников // Аннотации сообщений Научной сессии «КНИТУ», г. Казань, 2-6 февраля 2016 г. - С. 12.

223. Tomcsanyi, L. Electrochemical study of the pitting corrosion of aluminium and its alloys - II. Study of the interaction of chloride ions with a passive film on aluminium and initiation of pitting corrosion / L. Tomcsanyi, K. Varga, I. Bartik, H. Horanyi, and E. Maleczki // Electrochimica acta. - 1989. - Vol. 34. - № 6. - pp. 855-859.

224. Amokrane, S. Electrochemical influence of the nature and composition of halides on Al-12Si / S.Amokrane, and M.A. Ladjouzi // Journal of Solid State Electrochemistry. - 2007. - Vol. 11. - № 12. - pp. 1655-1661.

225. Зарцын, Е.А. Кинетика выделения водорода и изменение анодного потенциала алюминия при активации хлорид-ионами / И.Д. Зарцын, В.М. Самарцев, И.К. Маршаков // Защита металлов. - 1994. - Т. 30. - № 1. - С. 45-47.

226. Петрова, Е.В. Электрохимический синтез наноразмерных оксидов / Е.В. Петрова, А.Ф. Дресвянников, М. Ахмади Дарякенари, А.И. Хайруллина // Пятая

международная конференция «От наноструктур, наноматериалов и нанотехнологий к наноиндустрии», г. Ижевск, 2-3 апреля 2015 г. - С.150-151.

227. Петрова, Е.В. Измерение размеров частиц твердофазных оксидов методом лазерной дифракции на примере оксида алюминия / Е.В. Петрова, А.Ф. Дресвянников, Н.Т. Галиуллина, М. Ахмади Дарякенари // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2015. - Т. 81. - № 8. - С. 73-76.

228. Синицкий, А.С. Дегидратация гидрофильных оксидов 7г02 и АЪОз при высоких температурах / А.С. Синицкий, В. А. Кецко, И.В. Пентин и др. // Журнал неорганической химии. - 2003. - Т. 48. - №3. - С.484-488.

229. Петрова, Е.В. Термодинамические характеристики высокодисперсных систем АЬ03-/г02, полученных электрохимическим методом / Е.В. Петрова, А.Ф. Дресвянников, А.И. Хайруллина, М. Ахмади Дарякенари // 10 Всероссийский симпозиум с международным участием «Термодинамика и материаловедение», г. Санкт-Петербург, 7-11 сентября 2015 г. - С. 36.

230. Коровин, Н.В. Воздушно-алюминиевые источники тока / Н.В. Коровин, Б.В. Клейменов // ИНФОРМОСТ - «Радиоэлектроника и Телекоммуникации». -2002. - № 6. - С. 13-17.

231. Коровин, Н.В. Химические источники тока с воздушными электродами / Н.В. Коровин // Электрохимическая энергетика. - 2001. -Т. 1. - № 1, 2. - С.16-23.

232. Коровин, Н.В. Химические источники тока: справочник / под редакцией Н.В. Коровина и А.М. Скундина. - М.: Изд-во МЭИ, 2003. - 740 с.

233. Борисенкова, Т.А. Анодное поведение алюминия в нейтральных электролитах различного анионного состава / Т.А. Борисенкова, С.А. Калужина //Конденсированные среды и межфазные границы. - 2009. - Т. 11. - № 2. - С. 106110.

234. Кеше, Г. Коррозия металлов. Физико-химические принципы и актуальные проблемы / Г. Кеше; перевод с нем. Ц.И. Залкинд и др.; под ред. Я.М. Колотыркина, В .В. Лосева. - М.: Металлургия, 1984. - 400 с.

235. Скундин, А.М. Использование алюминия в низкотемпературных химических источниках тока / А.М. Скундин, Н.В. Осетрова // Электрохимическая энергетика. - 2005. - Т. 5. - № 1. - С. 3-15.

236. Самарцев, В.М. Вращающийся конический электрод с кольцом для исследования отрицательного дифференц-эффекта на алюминиевом электроде / В.М. Самарцев, И. Д. Зарцын, И.К. Маршаков // Защита металлов. - 1991. - Т. 27. -№ 2. - С. 197-201.

237. Батаронов, И.Л. О механизме анодного окисления алюминия в водных растворах электролитов / И.Л. Батаронов, А.Л. Гусев, Ю.В. Литвинов, Е.Л. Харченко, Ю.Н. Шалимов // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». - 2007. - № 11 (55). - С. 118-126.

238. Назаров, А.П. Анодное растворение алюминия в присутствии галогенид-ионов / А.П. Назаров, А.П. Лисовский, Ю.Н. Михайловский // Защита металлов. -1991. - Т. 27. - № 1. - С. 13-19.

239. Фрейман, А.И. Стабильность и кинетика развития питтингов / А.И. Фрейман // Итоги науки и техники. Коррозия и защита от коррозии. - 1985. - Т. 11. - С. 3-71.

240. Самарцев, В.М. Анионная активация алюминия при анодном растворении в галид-содержащих средах / В.М. Самарцев, И. Д. Зарцын, А.П. Караваева, И.К. Маршаков // Защита металлов. - 1992. - Т. 28. - № 5. - С. 760-767.

241. Томашов, Н.Д. Влияние галоидных анионов на анодное растворение алюминия / Н.Д. Томашов, В.Н. Модестова // Труды ИФХ АН СССР. - 1955. - Вып. 5. - № 4. - С.75-98.

242. Попов, Ю.А. К основам пассивности металлов в водном электролите / Ю.А. Попов, Ю.В. Алексеев // Электрохимия. - 1985. - Т. 21. - Вып. 4. - С. 499-504.

243. Попов, Ю.А. Влияние состава раствора и энергетической неоднородности поверхности металла на его растворение в пассивном состоянии / Ю. А. Попов // Электрохимия. - 1986. -Т. 22. - № 6. - С. 762-767.

244. Кузнецов, Ю.И. О депассивации алюминия в нейтральных растворах / Ю.И. Кузнецов, Л.И. Попова, Ю.Б. Макарычев // Журнал прикладной химии. - 1986.

- Т. 59. - № 5. - С. 1005-1011.

245. Григорьева, И.О. Локальная коррозия алюминия в условиях анодной поляризации / И.О. Григорьева, А.Ф. Дресвянников, М. Ахмади Дарякенари // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - Т. 17. - № 7. - С. 279283.

246. Караваева, А.П. Отрицательный дифференц-эффект на алюминии в галогенид-содержащих растворах электролитов / А.П. Караваева, В.М. Самарцев // Тез. докл. Всесоюзной научной практической конференции «Теория и практика электрохимических процессов и экологические аспекты их использования» (Барнаул, 1990). - Барнаул: АГУ, 1990. - С. 142.

247. Самарцев, В.М. Причина отрицательного дифференц-эффекта на алюминии / В.М. Самарцев, А.П. Караваева // Тез. докл. XII Пермской конференции «Коррозия и защита металлов» (Пермь, 1990). - Пермь: ПТУ, 1990. - С. 43.

248. Петрова, Е.В. Влияние природы и состава раствора на структуру и свойства прекурсоров оксидной керамики, синтезируемых электрохимическим методом / Е.В. Петрова, А.Ф. Дресвянников, М. Ахмади Дарякенари, А.И. Хайруллина // XII Всероссийская конференция с международным участием «Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах. От эффектов в растворах к новым материалам», г. Иваново, 29 июня - 3 июля 2015 г. - С. 268-269.

249. Кригер, Т.А. Структура аморфных гидрогелей Al(III) / Т.А. Кригер, О.П. Криворучко, Л.М. Плясова, Р.А. Буянов // Изв. СО АН СССР. Серия «Химия». -1979. - № 3-4. - С. 126-133.

250. Алымов, М.И. Механические свойства нанокристаллических материалов.

- М.: МИФИ, 2004. - 32 с.

251. Wang, Y. Chemical reactions on metal oxide surfaces investigated by vibrational spectroscopy / Y. Wang, C. Woll // Surface Science. - 2009. - Vol. 603. - № 10-12. - pp. 1589-1599.

252. Ahmadi Daryakenari, M. Spark plasma sintering of alumina: effect of temperature on microhardness / M. Ahmadi Daryakenari, A.F. Dresvyannikov, E.V. Petrova // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - Т. 17. - № 7. - С. 45-46.

253. Hannink, R.H.J. Mode of deformation in partially stabilized zirconia / R.H.J. Hannink, and M.V. Swain // Journal of Materials Science. - 1981. - Vol. 16. - pp. 14281431.

254. Wang, X. Finite element modeling of electric current-activated sintering: The effect of coupled electrical potential, temperature and stress / X. Wang, S.R. Casolco, G. Xu, and J.E. Garay // Acta Materialia. - 2007. - Vol. 55. - pp. 3611-3622.

255. Ahmadi Daryakenari, M. Spark plasma sintering of alumina: microhardness and temperature distribution model as a function of powder preparation method and sintering mode / M. Ahmadi Daryakenari, A. Jafarzade, A.F. Dresvyannikov, E.V. Petrova // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - Т. 18. - № 4. - С. 189-193.

256. Stwertka, A. A Guide to the Elements / A. Stwertka. - Oxford University Press, 1996. - pp. 117-119.

257. Stevens, R. Zirconia and zirconia ceramics. 2nd ed. / R. Stevens. -Twickenham: Magnesium Electron Ltd., England, 1986. - Pub. №. 113.

258. Cox, R.P. Separation of hafnium from zirconium using tributyl phosphate / R.P. Cox, and G.H. Beyer. - Ames, Iowa: Ames Laboratory, 1955. - 14 pp.

259. Tuyen, N.V. Preparation of high quality zirconium oxychloride from zircon of Vietnam / N.V. Tuyen, V.T. Quang, T. G. Huong, and V.H. Anh // The Annual Reports for 2007, VAEC, Vietnam. - 2007. - pp. 286-291.

260.http://www.findpatent.ru/patent/233/2336342.html

261. http://www.znaytovar.ru/gost/2/GOST_74579_Folga_alyuminievaya.html

«УТВЕРЖДАЮ» Проректор по научной деятельности

АКТ

о внедрении результатов диссертационного исследования в учебный процесс

Результаты диссертационного исследования Ахмади Дарякенари М.Х. «Разработка технологии получения и компактирования высокодисперсных бинарных оксидов алюминия и циркония» выполненного на кафедре Аналитической химии, сертификации и менеджмента качества ФГБОУ ВО «КНИТУ» внедрены в учебный процесс на кафедре АХСМК на основании решения кафедры (протокол № 5 от 2.02.2016 г.).

Указанные результаты включены в курсы: «Физико-химические основы нанотехнологий» для направления подготовки 28.03.02 - Наноинжененрия: «Метрология микро- и наноструктурированных материалов» для направления подготовки 27.04.01 - Стандартизация и метрология, «Контроль и управление качеством материалов и изделий» для направлений подготовки 27.03.01 -Стандартизация и метрология и 27.03.02 - Управление качеством.

М.Е. Колпаков

В.Ф. Сопин

Научный руководитель Д.х.н., профессор

А.Ф. Дресвянников