Структура и свойства порошков ZrO2-MgO, синтезированных в плазме высокочастотного разряда, и керамики на их основе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Канаки Алексей Владимирович

• Канаки Алексей Владимирович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Канаки Алексей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

1. СВОЙСТВА ПОРОШКОВ И КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ гЮ2

1.1. Фазовые превращения в материалах на основе /г02

1.2. Параметры тонкой кристаллической структуры и фазовый состав керамических порошков на основе /г02

1.3.Влияние термического воздействия (отжига) на фазовый состав и параметры тонкой кристаллической структуры порошков на основе /г02

1.4. Параметры тонкой кристаллической структуры и прочностные свойства керамики на основе /г02. Методы спекания керамических материалов

2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА РАБОТЫ

4. ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, ПАРАМЕТРЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ И МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ

плазмохимических порошков в системе гю2^о

4.1 Параметры тонкой кристаллической структуры порошков 7г02-М^0

4.2 Морфология и гранулометрический состав порошков Zr02-Mg0

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, ПАРАМЕТРЫ ТОНКОЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ И МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОРОШКОВ ZrO2-MgO

5.1 Влияние отжига на фазовый состав и тонкую кристаллическую структуру порошков Zr02-Mg0

5.2 Влияние отжига на морфологическое строение порошков Zr02-Mg0

6. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ СКАНИРУЮЩАЯ КАЛОРИМЕТРИЯ И ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ СИСТЕМ ZrO2-MgO

7. ПАРАМЕТРЫ ТОНКОЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КЕРАМИКИ ZrO2-MgO

7.1 Фазовый состав и параметры тонкой кристаллической структуры керамики Zr02-Mg0

7.2 Прочностные характеристики керамики Zr02-Mg0

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

131

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура и свойства порошков ZrO2-MgO, синтезированных в плазме высокочастотного разряда, и керамики на их основе»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. К основным направлениям развития современного материаловедения, как за рубежом, так и в нашей стране относится разработка и непрерывное совершенствование технологии производства высокотемпературных и высокопрочных материалов [1]. Одним из таких материалов, к которому сегодня постоянно растет интерес, является керамика, в частности на основе диоксида циркония.

Данный факт объясняется уникальными свойствами керамики на основе ZrO2: невысокая плотность по сравнению с некоторыми материалами, высокие огнеупорность, прочность, твердость, вязкость разрушения, устойчивость к воздействию агрессивных сред, высокая температура плавления, биологическая совместимость [1,2], которые обеспечивают ее применение в различных областях промышленности (высокотемпературные огнеупоры, режущие и абразивные инструменты, детали двигателей и т.д.) [1,3,4].

Следует отметить, что для получения керамики на основе диоксида циркония, которая обладала бы высокими физико-механическими характеристиками, необходимо использование ультрадисперсных исходных порошков [5], которые синтезируют в основном химическими методами [6-9].

Перспективным химическим методом синтеза керамических порошков является термическое разложения водных растворов в плазме высокочастотного разряда (в дальнейшем плазмохимический синтез). Данный метод обладает высокой производительностью, а в процессе синтеза в таких плазмохимических порошках формируется более равномерное, по сравнению с обычными способами получения, распределение компонентов по частицам [10,11], а также запасается значительная избыточная поверхностная энергия (по сравнению с порошками микронных размеров) [10], обусловленная формированием разветвленной системы межзеренных границ, что, в свою очередь, влияет на температуру спекания порошков, которая может быть ниже на несколько сотен градусов по сравнению с крупнокристаллическими порошками [12-14].

Фазообразование, структура, морфология, размер частиц порошков диоксида циркония, и керамики на их основе, могут значительно меняться в зависимости от количества и вида стабилизирующей добавки [15]. Известно, что за счет высокой

скорости охлаждения в плазмохимических порошках может происходить образование твердых растворов в неравновесном состоянии, причем для систем с ограниченной растворимостью стабилизирующей добавки предел растворимости может быть значительно превышен по сравнению с порошками, полученными в равновесных условиях [16].

Кроме того, активность к спеканию нанодисперсных порошковых систем связана с изменением фазового состава порошков в процессе их нагрева. Известно [14-16], что Zr02 существует в трех кристаллических модификациях, при этом таким способом, как введение стабилизатора [14], возможно изменение температур фазовых переходов и величины температурного интервала, в котором происходит фазовое превращение.

Согласно литературным данным [10,17,18], на кинетику фазовых превращений и рост кристаллитов в процессе термической обработки керамических порошков большое влияние оказывает не только вид, но и количество стабилизатора, которое, может приводить к изменению границ температурного интервала тетрагонально-моноклинного фазового перехода [19-21]. Также известно, что при спекании керамических порошков наблюдается потеря массы, которая происходит главным образом из-за наличия адсорбированной воды, 0H-радикалов и присутствия остаточного нитрата аммония, что, в свою очередь, может привести к получению керамики недостаточной плотности [22-26]. Таким образом, актуальной задачей исследования является изучение изменения структуры, фазового состава, причины потери массы, гранулометрического состава и морфологического строения плазмохимических порошков при нагреве, что позволит выбрать условия предварительной термической обработки и получить порошки с необходимыми параметрами для последующего синтеза керамических изделий с требуемыми характеристиками.

Степень разработанности темы исследования. Наиболее хорошо исследованными являются системы (как в исходном состоянии, так и после изотермического отжига), в которых в качестве стабилизирующей добавки, в широком интервале содержания, используются такие оксиды, как Y203, Ce02, Al203, №203, Ca0, Mg0. Однако стоит при этом отметить, что в литературе имеется мало

данных, посвященных порошкам ZrO2-MgO, полученным именно разложением водных растворов солей циркония и магния в плазме высокочастотного разряда. Интерес представляет исследование свойств таких плазмохимических порошков в широком интервале содержания MgO, поскольку содержание стабилизатора оказывает непосредственное влияние на фазовый состав, морфологическое строение порошков, их гранулометрический состав. Из литературы известно, что отжиг порошков является важным этапом при их подготовке к спеканию керамических изделий, а следовательно, изучение влияния термического воздействия на фазовый, гранулометрический состав, а также другие параметры порошков ZrO2-MgO позволят получить комплекс данных, который даст возможность подобрать параметры предварительной обработки порошков перед спеканием.

Из всего вышесказанного целью данной работы явилось изучение влияния MgO на свойства порошковой системы ZrO2-MgO, синтезированной термическим разложением водных растворов солей в плазме высокочастотного разряда, в исходном состоянии, после отжигов и спеченной на их основе керамики.

Для достижения вышеизложенной цели в работе были поставлены следующие задачи исследования:

1. Исследовать изменение фазового состава, параметров тонкой кристаллической структуры и морфологии плазмохимических порошков ZrO2-MgO в зависимости от содержания MgO.

2. Исследовать влияние термической обработки на изменение параметров тонкой кристаллической структуры, фазового и гранулометрического состава порошков ZrO2-MgO в зависимости от температуры отжига.

3. Провести термогравиметрические и калориметрические исследования исходных плазмохимических порошков ZrO2-MgO.

4. Изучить прочностные характеристики спеченной на основе плазмохимических порошков ZrO2-MgO керамики и их связь с параметрами тонкой кристаллической структуры и фазовым составом.

Научная новизна:

1. Показано, что в исходном состоянии плазмохимические порошки ZrO2-MgO при содержании MgO более 13.9 мол.% представляют собой пересыщенные твердые

растворы на основе Zr02 с кубической структурой со следами тетрагональной и моноклинной фаз. Установлено, что морфологический состав порошков представлен тремя типами частиц (агломераты, не имеющие регулярных форм, сферические непрозрачные частицы, прозрачные сферические частицы).

2. Установлено, что после 700оС начинается распад твердого раствора с кубической структурой в системе Zr02-Mg0. При этом величина температурного интервала, в котором происходит распад твердого раствора на основе Zr02 с кубической структурой, а также время изотермической выдержки, необходимое для процесса распада, зависят от содержания Mg0 в исходном порошке.

3. Показано, что потеря массы порошковых проб и эндоэффект возрастают с увеличением концентрации магния в исходном растворе солей циркония и магния, а эндотермический пик при высоких температурах обусловлен распадом твердого раствора на основе Zr02 с кубической структурой. При содержании Mg0 более 13.9 мол.% наблюдается процесс распада остаточных нитратов.

4. Установлено, что в керамике, спеченной из плазмохимических порошков Zr02-Mg0, с увеличением содержания Mg0 наблюдается увеличение доли тетрагональной и уменьшение доли кубической фазы Zr02; при этом параметры кристаллических решеток моноклинной, тетрагональной и кубической фаз Zr02 изменяются в пределах ошибки измерения.

5. Установлено, что с увеличением содержания стабилизирующей добавки происходит увеличение предела прочности от 680МПа до 1580МПа.

Теоретическая значимость работы. Проведенное исследование позволило установить влияние содержания Mg0 на изменение границ температурного интервала, в котором происходит распад твердого раствора на основе Zr02 с кубической структурой. Установлена зависимость изменения энергии эндоэффектов в зависимости от содержания стабилизатора Mg0.

В спеченной керамике кристаллиты бездефектны, а микроискажения кристаллической решетки Zr02 обусловлены дефектами, сосредоточенными по их границам. Зависимость изменения предела прочности от размера кристаллитов описывается соотношением типа «Холла-Петча», а значения коэффициентов этой

зависимости ^ для модификаций ZrO2, согласуются со значениям для хрупких и твердых материалов.

Практическая значимость работы. Полученный комплекс результатов по влиянию содержания стабилизирующей добавки и температуры термической обработки на изменение свойств плазмохимических порошков системы ZrO2-MgO позволит подобрать параметры синтеза и предварительной обработки перед спеканием керамических изделий.

Полученные данные по параметрам тонкой кристаллической структуры спеченной керамики, фазовому составу и прочностью позволят синтезировать керамические образцы ZrO2-MgO с требуемыми физико-механическими характеристиками для конкретного практического применения (предел прочности в интервале от 680 до 1580 МПа).

Методология и методы исследования. Основными методами исследования в диссертационной работе являются: рентгеноструктурный анализ, растровая электронная микроскопия, дифференциальная сканирующая калориметрия, термогравиметрический анализ, масс-спектрометрия, механические испытания на одноосное сжатие.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Порошки ZrO2-MgO, синтезированные методом разложения водных растворов солей в плазме высокочастотного разряда, представляют собой пересыщенные твердые растворы с кубической структурой.

2. В синтезированных порошках распад твердого раствора на основе ZrO2(MgO) происходит в интервале 700-1100оС, при этом ширина температурного интервала зависит от содержания стабилизирующей добавки MgO: рост содержания MgO приводит к увеличению ширины этого температурного интервала.

3. В керамике, спеченной из нанокристаллических порошков ZrO2-MgO, синтезированных разложением водных растворов солей металлов в плазме высокочастотного разряда, микроискажения кристаллической решетки ZrO2 обусловлены дефектами, сосредоточенными по их границам.

4. Прочность спеченной керамики ZrO2-MgO определяется двумя факторами: содержанием кубической модификации ZrO2 и содержанием MgO, выделившимся

при распаде твердого раствора. При этом рост содержания кубической модификации Zr02 приводит к уменьшению прочности спеченной керамики, а возрастание количества М^0, выделившегося при распаде твердого раствора, приводит к ее увеличению.

Достоверность результатов, исследований, представленных в диссертации, обеспечивается комплексным использованием современных методов исследований на сертифицированном оборудовании, согласованием полученных результатов с литературными данными, статистической обработкой результатов эксперимента.

Апробация работы. Основные результаты доложены на Международной школе-семинаре «Многоуровневые подходы в физической мезомеханике. Фундаментальные основы и инженерные приложения» (Томск, 9-12 сентября 2008 г), II Научно-технической конференции молодых ученых (Бийск, 25-26 сентября, 2008 г.), Шестой Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» (Томск, 30 сентября - 2 октября 2008 г.), VIII Всероссийской конференции «Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем» (Белгород 10-14 ноября 2008), Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» (Россия, Новосибирск, 04 - 07 декабря 2008 г.), V Всероссийской конференции молодых ученых (Томск, 22-25 апреля 2009 г.), XV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии» СТТ-2009 (Россия, Томск, 4-8 мая 2009 г.), Международной конференции по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов (Россия, Томск, 7-11 сентября 2009 г.), Научно-технической конференции с международным участием «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы: получение, свойства применение» (Красноярск, 15-16 октября, 2009), Семнадцатой «Всероссийской научной конференций студентов-физиков и молодых ученых» ВНКСФ-17 (Екатеринбург, 25 марта - 1 апреля 2011г.), Международной конференции по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов (Россия, Томск, 5-9 сентября 2011г.), Седьмой Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» (Томск, 12 - 14 апреля 2011 г.), Международной

конференции «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций» (Россия, Томск, 21-25 сентября 2015 г.).

Публикации. По материалам кандидатской диссертации опубликовано 10 работ, из них 3 статьи в научных журналах, входящих в перечень рецензируемых научных журналов и изданий ВАК РФ, 7 публикаций в сборниках материалов конференций различного уровня.

Личный вклад соискателя состоит в проведении экспериментов по исследованию свойств исходных и отожженных плазмохимических порошков ZrO2-MgO, синтезе керамических образов и изучению их физико-механических свойств, обработке полученных результатов и сопоставлением их с литературными данными, совместной с научным руководителем постановке цели и задач диссертационной работы, обсуждении результатов

Работа выполнена в рамках программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук (тема 23.2.3, 2013-2016 гг.) проектной части Госзадания (проект №16.2004.2014/К), грантов ФЦП №П2167 и №П2115 (2009-2013), соглашений с МОН 14.607.21.0069 (КЕМЕЕ160714X0069), 14.607.21.0056 (КРМЕЕ160714Х0056), 14.575.21.0040 (КРМЕЕ157514Х0040).

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 разделов, заключения, списка использованной литературы, состоящей из 170 источников. Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, имеет 67 рисунков и 10 таблиц.

Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследования, степень ее разработанности, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, представлена научная новизна, приведены теоретическая и практическая значимость, методология и методы исследования, изложены основные положения, выносимые на защиту, представлены достоверность результатов, апробация работы, публикации, описана структура и объем диссертации. В первом разделе представлен обзор литературных данных, посвященный особенностям структуры и фазового состава нанокристаллических порошков на основе ZrO2. Изучено изменение влияния вида и количества стабилизатора на фазовый состав и параметры кристаллической структуры. Рассмотрено влияние температурного воздействия на характеристики

ультрадисперсных порошков Zr02. Рассмотрена зависимость прочностных характеристик от параметров кристаллической структуры. Во втором и третьем разделах сформулирована постановка задачи, представлено описание материалов и методик исследования, используемых в работе. Четвертый раздел посвящен исследованию фазового состава и параметров тонкой кристаллической структуры порошков Zr02-Mg0 в исходном состоянии. Установлено, что при содержании Mg0 от 25.4 мол.% порошки представляют собой пересыщенные твердые растворы на основе Zr02 с кубической структурой. Также изучена морфология порошков и их гранулометрический состав в зависимости от содержания Mg0. Все порошки, за исключением Zr02-Mg0, представлены тремя типами частиц. С увеличением содержания Mg0 наблюдается уменьшение размеров агломератов, не имеющих регулярной формы, а также увеличение размеров сферических частиц. В пятом разделе исследовано изменение фазового состава, параметров тонкой кристаллической структуры и морфологического строения плазмохимических порошков Zr02-Mg0 при отжиге. Показано, после 700оС начинается процесс распада твердого раствора на основе Zr02 с кубической структурой, а величина температурного интервала, в котором происходит распад, непосредственно зависит от количества Mg0. Изменение же морфологии частиц начинается после 900оС. В шестом разделе приведены результаты дифференциальной сканирующей калориметрии и термогравиметрического анализа. Установлено, что потеря массы всех порошков продолжается вплоть до 1400оС и возрастает с ростом содержания в порошках Mg0, а эндотермический пик при высоких температурах обусловлен процессом дегидратации и распадом твердого раствора на основе Zr02 с кубической структурой. В седьмом разделе представлены результаты исследования тонкой кристаллической структуры спеченной керамики, а также ее влияния на предел прочности при осевом сжатии. Показано, что предел растворимости Mg0 достигается при величине порядка 11 мол.%, а при дальнейшем увеличении наблюдается рост доли Mg0 в свободном виде. Установлено, что увеличением доли тетрагональной фазы Zr02 сопровождается увеличением прочности керамики.

свойства порошков и керамики на основе гю

1.1 Фазовые превращения в материалах на основе гг02

Диоксид циркония Zr02 является полиморфным материалом, существующим в трех кристаллических модификациях: моноклинная - т^Ю2, тетрагональная - ^Ю2, кубическая - (рисунок 1). Все три модификации

являются взаимно обратимыми и переходят одна в другую при определенной температуре m-Zr02^•í-Zr02^•c-Zr02 [4,37-40]. Кроме выше перечисленных фаз Zr02, существует также особая ромбическая модификация, образующаяся при высоких давлениях порядка 23-109 Па и являющаяся метастабильной при нормальных условиях.

Кубическая фаза диоксид циркония имеет структуру типа флюорита, существующую в температурном интервале 2370 (2285)оС - 2706оС. Плотность кубической фазы равна 6.27 г/см3 (пространственная группа Бш3ш). Тетрагональная фаза имеет структуру, также близкую к структуре флюорита, и существует в интервале температур 2370 - 1170 (1200)оС, плотность тетрагонального диоксида циркония - 6.1 г/см (Р42/пшс). При температурах ниже 1170оС Zr02 существует в моноклинной модификации (плотность 5.56 г/см3) (Р21/с) [39,40]. В таблице 1 приведены типичные значения параметров решеток всех трех кристаллических модификаций Zr02 для коммерческих образцов керамики.

Как было сказано выше, все три модификации являются взаимно обратимыми. Тетрагональная и моноклинная фаза могут быть представлены как производные от кубической фазы. Так t-Zr02^c-Zr02 превращение не связано с существенной перестройкой структуры и происходит за счет специфической перестройки кислородной кубической подрешетки (при которой одна половина атомов кислорода смещается относительно другой) и удлинения элементарной ячейки в направлении смещения атомов кислорода [41].

Рисунок 1 - Типы кристаллических решеток циркония (а - кубическая, б - тетрагональная, в - моноклинная) [38].

Таблица 1 - Параметры решетки кубической, тетрагональной и моноклинной фаз /г02 различных комерческих керамик [38]

Состав (мол.%) Параметры решеток (А)

ас аг с ат Ьт ст в

5.080 5.077 5.183 5.117 5.117 5.303 98.91

8.4Са-РБ2 5.132 5.094 5.18 5.156 5.191 5.304 98.8

12Се-Т2Р 5.132 5.228 5.193 5.204 5.362 98.8

~4.5У-Р82 5.130 5.116 5.157

3У-Т2Р 5.102 5.176

Фазовое превращение ¿-Хг02^т-/г02 является превращением мартенситного типа. Моноклинная фаза образуется из тетрагональной путем сдвиговой деформации всей элементарной ячейки. В отличие от ¿-2г02^с-2г02 фазовое превращение ¿-Хг02^т-Хг02 характеризуется значительными изменениями объема вследствие большой разности плотностей между моноклинной и тетрагональной модификациями 7г02. Следует отметить, что данное превращение может происходить не только под влиянием температуры, но и под воздействием внешнего давления.

Существует несколько способов стабилизации высокотемпературных модификаций с целью предотвращения полиморфных превращений, одним из которых является введение стабилизирующей добавки (оксиды металлов). Стабилизирующие добавки можно разделить на две группы: к первой группе относятся оксиды металлов, образующие с диоксидом циркония растворы внедрения или замещения (к данной группе можно отнести У203, СаО, М^О). Ко второй группе относятся оксиды, растворимость которых является очень малой

(порядка нескольких мольных процентов) или вообще не образующие твердых растворов на основе Zr02, к таким добавкам относится А1203.

От вида стабилизирующей добавки и от степени чистоты исходного сырья зависит температура фазового перехода (таблица 2 а, б). Согласно данным, представленным в работе [42], температура ш^г02^^г02 непосредственно зависит от вида стабилизатора: температура фазового превращения особочистого Zr02 составляет 1100оС (t-Zr02^m-Zr02 - 1023оС) (таблица 2 а) При введении стабилизирующих добавок (Mg0, Са0, У203) наблюдается уменьшение данного значения. Также керамика может испытывать переход в моноклинную фазу, если размер зерна превышает определенное критическое значение. В результате может наблюдаться «спонтанное» фазовое превращение в моноклинную модификацию Zr02.

Стабилизация высокотемпературной фазы возможна путем варьирования параметров синтеза, таких как температура и атмосфера спекания. Известно, что спекание в вакууме или атмосфере инертного газа имеет стабилизирующее действие, схожее с введением стабилизирующей добавки, так как за счет «дефицита» кислорода в решетке Zr02 образуются дополнительные кислородные вакансии, что в свою очередь приводит к стабилизации высокотемпературных фаз [43, 46].

Также важную роль в процессе фазообразования играет скорость охлаждения. В ряде работ было установлено [44-46], что при нагреве образцов в области формирования кубической фазы, а затем быстром охлаждении их для предотвращения диффузионных процессов возможно образование так называемой Т' фазы. Образование Т' фазы при этих условиях происходит в результате бездиффузионного превращения, которое претерпевает кубическая модификация Zr02. Т' фаза отличается от обычной тетрагональной модификации тем, что имеет полидоменную структуру, определяющую свойства

Таблица 2 - а) Температура начала и /-7г02^т-7г02 в

зависимости от типа стабилизирующей добавки и б) Количества НЮ2 в твердом растворе. [42]

Состав Температура,0С фазового превращения

т^-1 ¿^т

2г02 (ех. риге) 1100 1023

2г02 (ех. риге)+М§0 1056 930

2г02 (ех. риге)+Са0 662 937

2г02 (ех. риге)+У20з 530 796

Бадделит+У20з 512 730

2г02(1есЬ)+У20з 524 Кё.

"Содержание стабилизирующих добавок 1%

а)

Состав Температура,0С

Начало Завершение Начало Завершение

т^-1 т^-1

фазового фазовое фазового фазовое

превращения превращение превращения превращение

Бадделит + У203 512 758 730 590

2г02 (ех. 530 816 796 680

риге)+У203

(2г0.9НГ0л)02+У203 586 866 840 Кё.

(2г0.7Щ.3)02+У203 784 1040 914 Кё.

НЮ2+У203 1230 Кё. 1420 1280

* Содержание стабилизирующих добавок 1%

б)

керамики [47]. Особенностями Т'-7г02 являются повышенное содержание стабилизирующей добавки, низкая степень тетрагональности (с/а<1.016) и «непревращаемость» в моноклинную фазу под воздействием напряжений. В данном случае степень тетрагональности является одним из параметров, позволяющих идентифицировать наличие Т' в керамике [4, 46, 48]. При высоких температурах Т' диоксид циркония не только сохраняет вязкость и прочность, но и отличается исключительно высокой, по сравнению с Т-7г02, полученным обычным спеканием, стойкостью к низкотемпературным отжигам.

К015, мол.%

Рисунок 2 - Зависимость степени тетрагональности от количества стабилизирующей добавки оксида редкоземельного металла [55].

Некоторые авторы считают [49, 50], что вне зависимости от скорости охлаждения исследуемых образцов образование Т' фазы возможно только в твердых растворах /г02, содержащих Я015 в качестве стабилизирующей добавки (Я - редкоземельный металл, У203, Зе203, №203 и т.д.). При этом, как было показано, степень тетрагональности /г02 зависит как от количества стабилизирующей добавки, так и от размера кристаллитов (рисунок 2).

1.2 Параметры тонкой кристаллической структуры и фазовый состав керамических порошков на основе ZrO2

Оптимальными для производства мелкозернистой высокоплотной керамики считают гомогенные ультрадисперсные порошки (УДП), имеющие однородное распределение частиц по размерам [51]. Применение наноразмерных порошков (порошки, размер структурных элементов которых составляет менее 100 нм) дает возможность создания керамических материалов с новыми физико-механическими свойствами [16, 52].

Структура керамики, полученной из нанопорошков, обеспечивает высокую стойкость изделий при работе в агрессивных средах. Компактные ультрадисперсные материалы могут быть основой, улучшающей характеристики изделий из керамики, высокотвёрдых износостойких режущих и обрабатывающих материалов и др.

Авторы работы [53] предложили разделить все методы производства ультрадисперсных порошков на четыре группы: механические, физические, химические, физико-химические. Считая, что последняя группа методов может быть отнесена как к химическим, так и к физическим методам, то многие авторы разделяют методы производства порошков на три группы: механические, физические, химические. Некоторые исследователи полагают [52], что из трех перечисленных выше методов подходящими для изготовления ультрадисперсных порошков, с размером структурных элементов не превышающих 100 нм, являются химические методы синтеза.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Канаки Алексей Владимирович, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кулик О. П. Состояние разработок в области новых керамических материалов // Порошковая металлургия. Томск. -1999. -№1-2. -с.102-113.

2. Дудник Е.В., Зайцева З.А., Шевченко А.В. и др. Методы получения дисперсных порошков на основе диоксида циркония // Порошковая металлургия. - 1993. - № 7 . - С. 24-26.

3. Витязь П.А., Ермоленко И.Н., Федорова И.Л., Ульянова Т.М. Керамика из диоксида циркония // Порошковая металлургия. - 1989. - № 12 . -С. 45-50.

4. Хахалкин В. В. Формирование структуры и свойства горячепрессованной кераики ZrO2-MgO// кандидатская диссертация. Томск.- 2011. - С. 181.

5. Чусовитина Т.В., Комоликов Ю.И., Черемных Г.С. Физико-химические свойства порошка частично стабилизированного диоксида циркония, выпускаемого ЧМЗ // Огнеупоры. - 1992. - № 1 . -С. 4-6.

6. Дубок В. А., Кабанова М. И., Павленко Н. П., Иващенко О. В. Влияние метода синтез на свойства порошков частично стабилизированного диоксида цирконии. I. Размер частиц и совершенство кристаллической структуры порошков // Порошковая металлургия. -1988. -№8. -С. 56-60.

7. Рутман Д.С., Торопов Ю.С., Плинер С.Ю. и др. Высокоогнеупорные материалы из диоксида циркония. -М.: Металлургия, 1985. -136с.

8. Бакунов В.С., Балкевич В.Л., Власов А.С. и др. Керамика из высокоогнеупорных окислов. -М.: Металлургия, 1977. -304с.

9. Морозова Л. В., Васильева Е. А., Лапшин А. Е. Синтез нанокерамики в системе ZrO2-Y2O3-CeO2 // Огнеупоры и техническая керамика. -2004. -№11. -с.24-27.

10. Королев П. В. Фазовые и структурные состояния в нанокристаллических порошках на основе диоксида циркония // кандидатская диссертация. Томск.-1998. - С. 192.

11. Messing G. L., Zhang S., Jayanthi G. V. Ceramic powder synthesis by spray pyrolysis // J. Amer. Ceram. Soc. -1993. -76, -№11. -P.2707-2726.

12. В.Ф. Чухарев, Г.В. Студеникин и др. Особенности переработки нанопорошков YSZ и электропроводность керамики на их основе. Российский федеральный ядерный центр — ВНИИ технической физики имени академика Е.И. Забабахина, г. Снежинск.

13. Jie Luo and Ronald Stevens. Tetragonality of Nanosized 3Y-TZP Powders // J. Amer. Ceram. Soc. -1999. -82, -№7. -P.1922-1924.

14. Иванов Ю. Ф., Пауль А. В., Конева Н. А., Дорда Ф. А., Дедов Н. В., Козлов Э. В. Стабилизация высокотемпературной модификации диоксида циркония // Стекло и керамика. -1991. -№9. -с.22-23.

15. Глушкова В. Б., Кржижановская В. А., Страхов В. И., Совестнова О. А., Новиков В. К. Фазообразование в системах ZrO2-Nd2O3(Y2O3)-Al2O3(Cr2O3) и свойства материалов на их основе // Огнеупоры и техническая керамика. -2001. -№2. -с.16-21.

16. Кульков С.Н., Буякова С.П. Фазовый состав и особенности формирования структуры на основе стабилизированного диоксида циркония // Российские нанотехнологии, 2007, т.2, № 1-2, с. 119-132.

17. Kagawa M., Kikuchi M., Syono Y. et. al. Stability of ultrafine tetragonal ZrO2 coprecipitated with Al2O3 by spray-ICP technique // J. Amer. Ceram. Soc. -1983. -66, -№11. -P.751-754.

18. Попов В. В., Петрунин В. Ф. Исследование процессов образования и устойчивости метастабильных фаз в нанокристаллическом ZrO2 // Огнеупоры и техническая керамика. -2007. -№8. -с.8-13.

19. Дудник Е. В., Шевченко А. В., Рубан А. К., Куренкова В. В., Лопато Л. М. Микрослоистые биоимпланты на основе системы ZrO2-Y2O3-CeO2-Al2O3 // Порошковая металлургия. — 2009. — № 1/2. — С. 94—99.

20. Дудник Е. В. Шевченко А. В. Изменение свойств порошков в системе ZrO2-Y2O3-CeO2-Al2O3 при термической обработке в интервале температур 4001300 оС // Порошковая металлургия. -2010. -№3/4. -с.3-15.

21. Yamakata K., Horota K., Yamaguchi O. Formation of alumina/zirconia (3 mol.% yttria) composite powders prepared by the hydrazine method // J. Amer. Ceram. Soc. -1994. -77, -№8. -P.2207-2208.

22. Бурова М. В., Туракулова А. О., Муравьева Г. П., Лунин В. В. Термические превращения в сложных системах на основе оксидов алюминия, галлия и циркония // Вестн. моск. ун-та. сер2. Химия.. -2006. -Т.47. -№6. -С.374-376.

23. Фролова Е. В., Ивановская М. И., Азарко И.И. Структурные особенности ZrO2 и ZrO2-GeO2 полученных золь-гель методом // Химические проблемы создания новых материалов и технологий. Минск 2003.-С.152-167.

24. Xike Tian, Yanling Zeng, Ting Xiao, Chao Yang, Yanxin Wang, Suxin Zhang. Fabrication and stabilization of nanocrystalline odered mesoporous MgO-ZrO2 solid solution // Microporous and Mesoporous Materials. -2011. -143, -P.357-361.

25. Rezaei M., Alavi S. M., Sahebdelfar S., Zi-Feng Yan. Synthesis of ceria doped nanozirconia powder by a polymerized complex method // J. Porous Mater. -2009. №1. -p. 497-505.

26. Kucza W., Oblakowski J., Gajerski R., Labus S., Danielewski M., Malecki A., Morgiel J., Michalski A. Synthesis and characterization of alumina- and zirconia based powders obtained by the ultrasonic spray pyrolysis // J. Thermal Analysis and Calorimetry. -2007. -Vol.88. -№1. -P. 65-69.

27. Канаки А. В., Буякова С. П., Волков С. А., Кульков С. Н. Дифференциальная сканирующая калориметрия и термогравиметрические исследования порошковых наносистем на основе диоксида циркония // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2010. -№ 12. - C. 45-48.

28. Канаки А. В., Буякова С. П., Кульков С. Н. Особенности структуры и фазового состава керамических порошков системы ZrO2-MgO // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2013. -Т.56 -№ 7/2. - C. 251-255.

29. Канаки А. В., Буякова С. П., Кульков С. Н. Влияние отжига на структуру и фазовые превращения в керамических порошках ZrO2-MgO. // Перспективные материалы. - 2016. -№ 1. -C. 49-56.

30. Канаки А.В., Буякова С.П., Кульков С.Н. Параметры кристаллической структуры и фазовый состав керамики получаемой из нанокристаллических порошков Zr02(Mg0): Перспективы создания и применения конденсированных высокоэнергетических материалов: Доклады 2-й научно-технической конференции молодых ученых 25-26 сентября 2008г. (г. Бийск, Алтайский край) -Бийск: Изд-во БТИ АлтГту, 2008. - 83-86с.

31. Канаки А.В., Буякова С.П. Фазовый состав и параметры тонкой кристаллической структуры синтезированной из высокодисперсных порошков керамики на основе Zr02: Физика и химия высокоэнергетических систем: Сборник материалов V Всероссийской конференции молодых ученых, 22-25 апреля 2009г., г.Томск, Россия. - Томск: ТМЛ-Пресс, 2009.- 499-500с.

32. Канаки А.В., Буякова С.П., Кульков С.Н. Исследование рельефа поверхности и параметров тонкой кристаллической структуры керамики на основе диоксида циркония: ФИЗИКОХИМИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ (НАНО-) СИСТЕМ. Сборник трудов VIII Всероссийской конференции. М.: МИФИ, 2009. -214-217с.

33. Канаки А.В., Буякова С.П., Калатур К.С. Исследование тонкой кристаллической структуры керамики на основе частично стабилизированного диоксида циркония: XV Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии». Сборник трудов в 3-х томах. Т. 3. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. - 497-499с.

34. Канаки А.В., Калатур К.С., Буякова С.П., Кульков С.Н. Фазовый состав и параметры тонкой кристаллической структуры керамики на основе Zr02: Новые материалы. Создание, структура, свойства - 2009. Труды всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи. 4-8 мая 2009г. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. - 297-301с.

35. Канаки А.В., Буякова С.П., Кульков С.Н., Калатур К.С.. Фазовый состав и параметры тонкой кристаллической структуры керамики Zr02-Mg0: Материаловедение, технологии и экология в 3-м тысячелетии. Материалы IV

Всероссийской конференции молодых ученых. 19-21 октября 2009г., - Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2009г. - 120-122с.

36. Канаки А.В., Буякова С.П., Волков С.А., Кульков С.Н.. Исследование высокодисперсных порошковых наносистем на основе диоксида циркония: Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы: получение, свойства, применение. V Ставеровские чтения. Труды научно-технической конференции с международным участием. Красноярск. 15-1б октября. 2009г. - 114-117с.

37. Subbarao E.C., Maiti H.S., Srivastava K.K. Martensitic transformation in zirconia // Acta Metall. -1972. -20, -№11. -P.1281-1289.

38. Nettleship L., Stevens R. Tetragonal zirconia polycrystals (TZP). A review // Int. J. High Technology Ceramics. -1987. -№3. -p.1-32

39. Саблина Т. Ю. Формирование структуры и механические свойства спеченных в вакууме керамик ZrO2 - Y2O3 и ZrO2-Y2O3 - Al2O3 // кандидатская диссертация. Томск.- 1995. - С. 182.

40. Hannink R. H. J., Kelly P. M., Muddle B.C. Transformation toughening in zirconia-containing ceramics // J. Amer. Ceram. Soc. -2000. -83, -№3. -P.461-487.

41. Заводинский В. Г. Исследование механизма фазовой стабильности диоксида циркония, легированного магнием и кальцием // Перспективные материалы. -2005. -№2. -с.5-9.

42. Караулов А. Г., Зоз Е. И., Рудьяк И. Н., Сударкина Т. Е. Структура и свойства твердых растворов в системах ZrO2-MgO, ZrO2-CaO, и ZrO2-Y2O3 // Огнеупоры. -1983. -№9. -с.17-22.

43. Чухарев В.Ф., Студеникин Г.В. и др. Особенности переработки нанопорошков YSZ и электропроводность керамики на их основе. Российский федеральный ядерный центр — ВНИИ технической физики имени академика Е.И. Забабахина, г. Снежинск.

44. Michel D., Mazerolles L., Perez Y., Jorba M. Fracture of metastable tetragonal zirconia crystals // J. Mater. Sci. -1983. -18. -P.2618-2628.

45. Heuer A. H., Chaim R., Lanteri V. Review: phase transformations and micro structural characterization of alloys in the system Y2O3-ZrO2 // Advances in Ceramics. -1980. -24. -P.3-20.

46. Савченко Н. Л., Саблина Т. Ю., Кульков С. Н. Влияние отжигов на фазовый состав спеченного в вакууме материала ZrO2-3% (мол.) Y2O3 // Порошковая металлургия. -1995. -№3/4. -с.61-66.

47. Jue J. F., Virkar A. V. Fabrication, microstructural characterization and mechanical properties of polycrystalline t-zirconia // J. Amer. Ceram. Soc. -1990. -73. -№12. -P.3650-3657.

48. Савченко Н.Л., Саблина Т.Ю., Кульков С.Н. Спекание в вакууме плазмохимических порошков на основе ZrO^/Порошковая металлургия. - 1994. -№11/12.- С. 14-18.

49. Yoshimura M., Yashima M., Noma T., Somiya S. Formation of diffusionlessly transformed tetragonal phases by rapid quenching of melts in ZrO2-RO1.5 systems (R=rare earths) // J. Mater. Sci. -1990. -25, -№4. -P.2011-2016.

50. Noma Т., Yoshimura M., Formation of diffusionlessly transformed tetragonal phases in rapid quenching of ZrO2-Y2O3 melts //Journal Of Materials Science. 23 (1988) 2689-2692.

51. Clough D. J. ZrO2 powders for advanced and engineered ceramics // Ceram. Eng. Sci. Proc. - 1985.-7-8, - N 9-10. - P. 1244-1260.

52. Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы.- М.: «Академия», 2005.

53. Денисенко Э. Т., Кулик О. П., Еремина Т. В. Дисперсные кристаллические порошки. Анализ научно-технической литературы // Порошковая металлургия. - 1983. - № 4. - с. 4-14.

54. Суворов С. А., Ключаров Я. В., Козлова О. Б. Распределение окиси магния в композициях системы MgO-Al2O3-ZrO2 // Изв. АН СССр. Неорганические материалы. -1971. -7, -№ 4. - С. 605-608.

55. Чусовитина Т. В., Торопов Ю. В., Устьянцев В. М., Третникова М. Г. Физико-химические свойства частично стабилизированного диоксида циркония в системе ZrO2-Y2O3-Yb2O3-Sc2O3 // Огнеупоры. -1990. -№4. -С. 4-6.

56. Blank P., Weiss T. Influence of microcraking and homogeneity of the mechanical behaviour of (Al2O3+ZrO2) ceramics // J. Mat. Sci. -1987.-22, -№9. -p. 3304-3308.

57. Анциферов В. Н., Бобров Г. В., Дружинин Л.К. и др. Порошковая металлургия и напыленные покрытия. - М.: Металлургия, 1987. -792с.

58. Фришберг И. В. Закономерности образования металлических порошков при конденсации пара // Свойства и применение дисперсных порошков. - Киев: Наук. Думка, 1986. - С. 3-12.

59. Дубок В. А., Кабанова М. И., Павленко Н. П., Иващенко О. В. Влияние метода синтез на свойства порошков частично стабилизированного диоксида цирконии. II. Морфология и свойства поверхности части, структура пор // Порошковая металлургия. -1990. -№9. -С. 50-55

60. Dai X., Li Q., Tang Y. Study of phase formation in spray pyrolysis of ZrO2 and ZrO2-Y2O3 powders // J. Amer. Ceram. Soc. -1993. -76, -№3. -P.760-762.

61. Слосман А. И., Апаров Н. Н., Апаров Л. С., Матренин С. В. Влияние предварительной обработки на технологические свойства плазмохимических оксидных порошков // Стекло и керамика. -1991. -№3. -с.4-7.

62. Буякова С.П. Свойства, структура, фазовый состав и закономерности формирования пористых наноси стем систем ZrO2: Дис. док. тех. наук. Томск. 2008. - 309с.

63. Саблина Т. Ю., Мельников А. Г., Дедов Н. В., Кульков С. Н. Структура, фазовый состав и свойства порошков ZrO2, полученных методом плазмохимического синтеза // Огнеупоры и техническая керамика. -2005. -№10. -с.9-12.

64. Nettleship L. and Stevens R. Tetragonal zirconia polycrystals (TZP). - A Review // Int. J. High Technology Ceramics. -1987. -№3. -p. 1-32.

65. Scott N.G. Phase relationship in the zirconia-yttria system. // J. Mater. Sci. -1975. -V.10. -p. 1527-1535.

66. Stubican V. S. Phase equilibria and metastabilities in the systems ZrO2-MgO, ZrO2-CaO, and ZrO2-Y2O3 // Advances in ceramics. -1980. -Vol.24. -P.71-82.

67. Yin Y., Argent B. B. Phase diagrams and thermodynamics of the systems ZrO2-CaO and ZrO2-MgO // J. Phase Equilibria. -1993. -14. -№4. -P.439-450.

68. Владимирова Ф. С., Груздев А. И., Колосова З. Л., Люцарева Л. А. Влияние оксида кобальта на структуру и фазовый состав цирконийсодержащих материалов // Стекло и керамика. -1986. -№2. -с.24.

69. Bondioli F., Leonelli C., Manfredini T., Ferrari A. M., Caracoche M. C., at al. Microwave-Hydrothermal Synthesis and Hyperfine Characterization of Praseodymium-Doped Nanometric Zirconia Powders // J. Amer. Ceram. Soc. -2005. -88, -№3. -P.633-638.

70. Карпинос Д. М., Грошева В. М., Гуменюк Е. Л., Зильберберг В. Г. Повышение термической и ударной прочности керамики на основе двуокиси циркония // Стекло и керамика. -1972. -№1. -с.12-16.

71. Dercz G., Prusik K., Pajak L. X-ray and SEM studies on zirconia powders // J. of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. -2008. -V.31, -№2. -P.408-414.

72. Панова Т. И., Савченко Е. П., Рощина Е. В., Глушкова В. Б. Сравнительная оценка методов получения частично стабилизированного диоксида циркония // Журн. прикл. химии. -1990. -63, -№1. -С.100-105.

73. Davis B. H. Effect of pH on crystal phase of SrO2, precipitated from solution, calcined at 600 oC // J. Amer. Ceram. Soc. -1984. -67, -№8. -P.168-171.

74. Вассерман И. М. Химическое осаждение из растворов. -Л.: Химия, 1980. - 280с.

75. Eric A., Berringen H., Kent Bowen. Ceramic powder processing // Ceramic Proceeding. -Columbus: Amer. Ceram. Soc, 1984. - P.285-298.

76. Barringer E., Jubb N., Fegley B. at al. Processing monosized powders // Ultrastructure processing of ceramics, glasses and composites. - Columbus: Amer. Ceram. Soc., 1984. -P.315-333.

77. Калабухова С. В., Красулин Ю. Л., Шойтова А. В. И др. Синтез и свойства алюмо-иттриево-циркониевых оксидов // Изв. АН СССР. Неорган. Материалы. - 1985. -21, №12. -С.2056-2058.

78. Iani F., Yoshimura M., Somiya S. Formation of ultrafine tetragonal ZrO2 powder under hydrothermal conditions // J. Amer. Ceram. Soc. -1983. -66, -№1. -P.11-14.

79. Ch. Li, Yamai I. Murase Y., Kato E. Formation of acicular monoclinic zirconia particles under hydrothermal conditions // J. Amer. Ceram. Soc. -1989. -72, -№8. -P.1479-1482.

80. Шевченко А. В., Рубан А. К., Герасимюк Г. И., Назаренко Л. В. Методы получения и свойства ультрадисперсных порошков на основе ZrO2 и Al2O3 // Оксид циркония. -Л.: Наука, 1991. -С.13

81. Song Y. L., Tsai S. C., Chen C. Y., Tseng T. K., Tsai C. S., Chen J. W., Yao Y. D. Ultrasonic Spray Pyrolysis for Synthesis of Spherical Zirconia Particles // J. Amer. Ceram. Soc. -2004. -87, -№10. -P.1864-1871.

82. Wang S., Zhai Y., Li X., Li Y., Wang K. Coprecipitation Synthesis of MgO-Doped ZrO2 Nano Powder // J. Amer. Ceram. Soc. -2006. -89, -№11. -P.3577-3581.

83. Xin M. Wang, Lorimer G., Ping Xiao. Solvothermal Synthesis and Processing of Yttria-Stabilized Zirconia Nanopowder // J. Amer. Ceram. Soc. -2005. -88, -№4. -P.809-816.

84. Петрунин В. Ф. Особенности атомной структуры ультрадисперсных порошков и материалов // Журн. Всесоюз. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева — 1991. — Т.36, — № 2. — С. 146—150.

85. Зубов В. И. Некоторые размерные эффекты и свойства ультрадисперсных систем // Журн. Всесоюз. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева — 1991. — Т.36, — № 2. — С. 133—137.

86. Пушин В. Г., Королёва Т. Г. Особенности формирования нанокристаллических состояний при структурных и фазовых превращениях с.140-151 // В сб.: Структура, фазовые превращения и свойства нанокристаллических сплавов. Екатеринбург: УрО РАН, 1997. —158 С.

87. Гусев А. И. Эффекты нанокристаллического состояния в компактных металлах и соединениях // Успехи физических наук. — 1998. — Т.168, — №1. — С. 55—83.

88. Garvie R. C. The occurrence of metastable tetragonal zirconia as a crystallite size effect // J. Phys. Chem. -1965. -V.69, -№4. -P.1238-1243.

89. Пархоменко В. Д., Сорока Ю. И., Краснокутски и др. Плазмохимические методы получения порошкообразных веществ и их свойства // Журн. Всесоюз. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева — 1991. — Т.36, — № 2. — С. 161—166.

90. Stubican V.S. Phase Equilibria and Metastabilities in the Systems ZrO2-MgO, ZrO2-CaO, and ZrO2-Y2O3 // Advances in Ceramics, Vol 24: Science and Technology of Zirconia III. - 1988. - N 8. - P. 71-82.

91. Дедов Н. В., Иванов Ю. Ф., Дорда Ф. А. и др. Структурные исследования порошков на основе диоксида циркония, полученных методом ВЧ-плазмохимической денитрации // Стекло и керамика. -1991. -№10. -с.17-19.

92. Иванов Ю. Ф., Пауль А. В., Конева Н. А. и др. Стабилизация высокотемпературной модификации диоксида циркония // Стекло и керамика. -1991. -№9. -с.22-23.

93. Дубок В. А., Кабанова М. И., Павленко Н. П., Иващенко О. В. Влияние метода синтез на свойства порошков частично стабилизированного диоксида цирконии. II. Морфология и свойства поверхности части, структура пор // Порошковая металлургия. -1990. -№9. -С. 50-55.

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

95. Lanteri V., Mitchel T.E., Heuer A.H. Morfology of Tetragonal precipitates in partially stabilized ZrO2 // J. Amer. Ceram. Soc. -1986. -69, -№7. -P.564-569.

96. Koh S C. H., Khor Khiam Aik and McPherson R. Sintering characteristics of Al2O3-ZrO2 plasma-synthesized powders // Advances in Ceramics, Vol.24: Science and Technology of Zirconia III. -L. -N.Y., -1989.-P.293-300.

97. Chen F., Hong Q., Guo-Qin Xu, T. S. Andy Hor, Shen S. DADD-Assisted Hydrothermal Synthesis of t-ZrO2 Nanoparticles // J. Amer. Ceram. Soc. -2005. -88, -№9. -P.2649-2651.

98. Петрунин В. Ф., Ермолаев А. В., Бурханов и др. Нейтронноструктурное исследование ультрадисперсных порошков диоксида циркония // Порошковая металлургия. -1989. -№3. -С. 47-52.

99. Тесленко Т. С. Рентгеновское исследование превращений в диоксиде циркония после взрывного нагружения // Физика горения и взрыва. -1994. -№2. -С. 84-89.

100. Teslenko T. S. Explosive loadings of the metastable structure of zirconia // Proc. of conference «Metallurgical and Materials Applications of Shock-Wave and High-Strain-Rate Phenomena. El-Paso 1995», Ed. by Murr L. E., Staudhammer K. P., Meyers M. A. -1995. -Elsevier Science Publishers B. V. -P.771-775.

101. Ishida K., Hirota K., Yamaguchi O. et. al. Formation of zirconia solid solutions containing alumina prepared by new preparation method // J. Amer. Ceram. Soc. -1994. -77, -№5. -P.1391-1395.

102. Jada S. S., Peletis N. G. Study of pH influence on phase composition and mean crystallite size of pure ZrO2 // J. Mater. Sci. Lett. -1989. -8. -P.243-246.

103. Ramamurty S. D., Xu Z. and Payne D. A. Nanometer-sized ZrO2 particles prepared by sol-emulsion-gel method // J. Amer. Ceram. Soc. -1990. -73, -№9. -P.2760-2763.

104. Benedetty A., Fagherazzi G., Pinna F. Preparation and structural characterization of ultrafine zirconia powders // J. Amer. Ceram. Soc. -1989. -72, -№3. -P.467-469.

105. Benedetty A., Fagherazzi G., Pinna F. Structural properties of ultrafine zirconia powders obtained by precipitation method // J. Mater. Sci. -1990. -25. -P.1473-1478.

106. Комиссарова Л. Н., Симонова Ю. П., Владимирова З. А. О некоторых свойствах кристаллических модификаций Zrü2 // Журн. неорган. химии. -1960. Т.5. -№7. - С.1413-1417.

107. Глушкова В. Б. Полиморфизм окислов редкозмельных элементов. Л.: Наука, -1967. 133С.

108. Шевченко А. В., Дудник Е. В., Рубан А. К., Верещака В. М., Редько В. П., Лопато Л. М. Гидротермальный синтез нанокристаллических порошков в системе ZrO2-Y2O3-CeO2 // Порошковая металлургия. -2007. -№1/2. -С.23-30.

109. Шабанова Г. Н., Габелков С. В., Тарсов Р. В., Полтавцев Н. С., Курило Ю. П., Корогодская А. Н., Логвинков Д. С., Миронова А. Г. Особенности кристаллизации аморфного оксида циркония в интервале температур 200-450 оС // Огнеупоры и техническая керамика. -2005. -№8. -с.2-9.

110. Дудник Е. В. Современные гидротермальные методы синтеза нанокристаллических порошков на основе ZrO2 // Порошковая металлургия. -2009. -№3/4. -с.146-158.

111. Nowick A. S. Amorphous structures and the Ostwald rule // Comments Solid State Phys. -1970. -V.2, -№5. -P.155-160.

112. Данков П. Д. К теории начальных стадий фазовых превращений : (Образование поверхностных пленок) // Докл. АН СССР. -1946. -Т.1. -№6. -449452.

113. Рутман Д. С., Торопов Ю. С., Галкин Ю. М. Исследования свойств двуокиси циркония, полученной различными способами: Тез. докл. совещ. по химии, технологии и применению циркония, гафния и их соединений. М.: Гиредмет, -1971. -С.105.

114. Полежаев Ю. М., Микшевич В. И., Пилипенко Г. И. Образование и отжиг анионных дефектов при терморазложении гидроокиси циркония в вакууме //Изв. АН. СССР. Неорган. материалы. -1976. -Т.12. -№6. -С.1052.

115. Домнина М. И., Стрекаловский В. Н., Пальгуев С. Ф. К изучению термического поведения гидроокиси циркония // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. -1983. -Т.19. -№6.

116. Фань Фу-кан, Кузнецов А. К., Келер Э. К. Цирконаты редкоземельных элементов и их физико-химические свойства. Сообщение 1. Цирконаты лантана, неодима и церия // Изв. АН СССР. Сер. хим. -1965. -№7. -С.1151-1157.

117. Полежаев Ю. М. Низкотемпературные кубическая и тетрагональная форма двуокиси циркония // Журн. физ. химии. -1967. -Т.41. -№11. -С.2958-2959.

118. Mazdiyasni K. S., Lynch C. T., Smith I. S. Metastabile transitions of zirconium oxides obtained from decomposition of alkoxides // J. Amer. Ceram. Soc. -1966. -49, -№5. -P.286-287.

119. Боганов А. Г., Руденко В. С., Макаров Л. П. Рентгенографическое исследование двуокисей циркония и гафния при температурах до 2750оС // Докл. АН СССР. -1965. -Т.160. -№5. -С.1065.

120. Ferkel H., Naser J., Riehemann W. Laser-indused solid solution of the binary nanoparticle system Al2O3-ZrO2 // Nanostructured materials. -1997. -Vol.8, -№4. -P.457-464.

121. Luo J., Stevens R. Tetragonality of nanosized 3Y-TZP powders // J. Amer. Ceram. Soc. -1999. -82, -№7. -P.1922-1924.

122. Акимов Г.Я., Маринин Г.А., Тимченко В.М. Влияние модификаций тетрагональной фазы поверхностных слоев керамики на основе диоксида циркония на ее прочность // Физика твердого тела, - 2005. - том 47, вып. 11, - C. 1978-1980.

123. Акимов Г.Я., Тимченко В.М. // Огнеупоры и техн. Керамика. - 2003. -10, №6.

124. Акимов Г.Я., Маринин Г.А., Каменева В.Ю. ФТТ. - 2004. - 46, 2, 250..

125. Кульков С. Н., Масловский В. И., Буякова С. П., Никитин Д. С. Негуковское поведение пористого диоксида циркония при активной деформации сжатием // Журнал технической физики, - 2002, - том 72, вып. 3. С.38-43.

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

127. Лукин Е.С., Попов Н.А., Здвижкова Н.И. и др. Особенности получения плотной керамики, содержащей диоксид циркония // Огнеупоры и техническая керамика. - 1999. - №9.

128. Nath S., Bajaj S., Basu B. Microwave-sintered MgO-doped zirconia with improved mechanical and tribological properties // International Journal of Applied Ceramic Technology. -2008. -Vol.5. -№1. -P.49-64.

129. Подзорова Л. И., Ильичева А. А. и др. Получение и свойства керамики в системе ZrO2-CeO2-CaO // Огнеупоры. -1990. -№2. -С.14-18.

130. Knudsen F. P. J. Amer. Ceram. Soc. -1959. -42. -№8. -P.376.

131. Никольский В. Ю., Филатов С. К., Журавина Т. А., Франк-Каменецкий В. А. Изв. АН СССР. Неорган. натериалы. -1972. -Т.8. -№8. -C.1500.

132. Кораблева Н. Ю., Белых Н. В. и др. Структура и свойства керамики в системе Al2O3-ZrO2, полученной с использованием импортных порошков // Огнеупоры и техническая керамика. -2008. -№10. -С.12-17.

133. Камаев Д. Н., Арчугов С. А., Михайлов Г. Г. Исследование системы Al2O3-ZrO2 при высоких температурах // ЖПХ. -2005. -Т.78. -№3. -С.353-356.

134. Zhang P., Wu G., Chi X., Wang Y., Liu S. Preparation and properties of toughened yellow zirconia ceramics // Неорганические материалы. -2006. -Т.42. -№6. -С.752-754

135. Дудник Е. В., Зайцева З. А., Шевченко А. В., Лопато Л. М. Методы формования дисперсных порошков на основе диоксида циркония // Порошковая металлургия. -1993. -№8. -С.16-23.

136. Шевченко А. В., Рубан А. К., Дудник Е. В. Высокотехнологичная керамика на основе диоксида циркония // Огнеупоры и техническая керамика. -2000. -№9. -С.2-8.

137. Лукин Е. С., Попов Н. А., Здвижкова Н. И. и др. Особенности получения плотной керамики, содержащей диоксид циркония // Огнеупоры. -1991. -№9. -С.5-7.

138. Лукин Е. С., Власов А. С., Астахов Н. М., Быкова Е. В. Прочная керамика в системе Al2O3-Zr2O3-Y2O3 // Огнеупоры. -1987. -№2. -С.8-10.

139. Лукин Е.С. Современная высокоплотная оксидная керамика с регулируемой микроструктурой. Влияние агрегации порошков оксидов на спекание и микроструктуру керамики // Огнеупоры и техническая керамика. -1996. -№ 2. -С. 9-15.

140. Троицкий В.Н., Куркин Е.Н., Торбов В.И. и др. Фазовый состав ультрадисперсного диоксида циркония // Неорганические материалы. -1994. -Т. 30, № 11. -С. 1436-1442.

141. Галахов А.В., Куцев С.В., Крючков В.А. и др. Влияние давления формования на спекаемость сублимикронных порошков тетрагонального диоксида циркония // Огнеупоры. -1993. -№ 2. -С.5-9.

142. Бакунов В.С., Балкевич В.Л., Власов А.С. и др. Керамика из высокоогнеупорных окислов. -М.: Металлургия, 1977. -304 с.

143. Лукин Е.С., Черникова З.К., Боровкова Л.Б. Спекание активных порошков // Огнеупоры. -1978. -№ 8. -С.54-56.

144. Попильский Р.Я., Пивинский Ю.Е. Прессование порошковых керамических масс. — М.: Металлургия. — 1983. —169 с.

145. Гегузин Я. Е. Физика спекания. -М.: Наука, 1984. - 311с.

146. Япрынцев А.Д., Баранчиков А.Д., Губанова Н.Н., Иванов В.К., Третьяков Ю.Д. Синтез нанокристаллического ZrO2 с заданным фазовым составом и микроструктурой в условиях мощного ультразвукового воздействия // Неорганические материалы. -Т.3. -№ 5. -2012. -С.576-582.

147. Djurado E., Bouvier P., Lucazeau G. Crystallite size effect on the tetragonal-monoclinic transition of undoped nanocrystalline zirconia studied by XRD and Raman spectroscopy // J. Solid State Chem. -2000. -V.149, -№4. -P.399-407.

148. Shukla S., Seal S. Thermodynamic tetragonal phase stability in sol-gel derived nanodomains of pure zirconia // J. Phys. Chem. B. -2004. -V.108, -P.3395-3399.

149. Chaim R., Brandon D.G. Microstructure evolution and ordering in commercial Mg-PSZ // J. Mater. Sci. -1984. -19. -P.2934-2942.

150. Hannink R. H. and Garvie R. C. Subeutectoid aged Mg-PSZ alloys with enhanced thermal up-shock resistance // J. Mater. Sci. -1982. -17. -P.2837-2843.

151. Chaim R. Microstructure and bending strength in the ternary (Mg,Ca)-Partially-Stabilized-Zirconia // J. Amer. Ceram. Soc. -1992. -75, -№3. -P.694-699.

152. Muddle B.C., Hannink R.H.J. Crystallography of the tetragonal to monoclinic transformation in MgO--Partially-Stabilized Zirconia // J. Amer. Ceram. Soc. -1986. -69, -№7. -P.547-555.

153. Nath S., Bajaj S., Basu B. Microwave-sintered MgO-doped zirconia with improved mechanical and tribological properties // International Journal of Applied Ceramic Technology. -2008. -Vol.5. -№1. -P.49-64.

154. Christopher J. Howard, Erich H. Kisi. «Polymorph method» determination of monoclinic zirconia in partially stabilized zirconia ceramics // J. Amer. Ceram. Soc. -1990. -73, -№10. -P.3096-3099.

155. Бакунов В.С., Лукин Е.С. Особенности технологии высокоплотной технической керамики. Регулирование структуры при спекании // Стекло и керамика. -2008. -№7. -с.17-21.

156. Gocmez H., Fujimori H. Synthesis and characterization of ZrO2-MgO solid solutions by citrate gel process // Materials Science and Engineering B. - 2008. -№148. - Р. 226-229.

157. R.C. Garvie, P.S. Nicholson. Phase Analysis in Zirconia Systems // J. Amer. Ceram. Soc. -1972. -V.55, -№6. -P.303-305.

158. Stubican V.S. Phase Equilibria and Metastabilities in the Systems ZrO2-MgO, ZrO2-CaO, and ZrO2-Y2O3 // Advances in Ceramics, Vol 24: Science and Technology of Zirconia III. - 1988. - N 8. - P. 71-82.

159. Заводинский В.Г. Исследование механизма фазовой стабильности диоксида циркония, легированного магнием и кальцием // Перспективные материалы. - 2005. - №2. - С. 5-9

160. Стрекаловский В.Н., Полежаев Ю.П., Пальгуев С.Ф. Оксиды с примесной разупорядоченностью: состав, структура, свойства // М.: Наука. -1987. -189 с.

161. Хахалкин В.В., Кульков С.Н. Влияние температуры горячего прессования на фазовый состав и параметры кристаллической структуры высокодисперсной порошковой системы ZrO2-MgO // Перспективные материалы.

- 2010. -№2. -С. 98-102.

162. Helen M. Odnik, Howard F. McMurdie. // Phase Diagrams for Zirconium and Zirconium system. Ed.: H.M. Ondik. H.F.McMurdie. Phase Diagram Data Center, Maryland 20899.

163. Du Y. and Jin Z.P. CALPHAD: Comput. Coumpling Phase Diagrams Thermochem., 15 [1], 1991, pp. 59-68.

164. Григорьев М. В. Строение порошков, поровая структура и свойства керамики на основе оксида алюминия // кандидатская диссертация. Томск.- 2010.

- С.127.

165. Shevchenko A.V., Ruban A.K. Hydrothermal synthesis of ultrafine zirconia powders // Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 1997. V. 36. №7-8, P. 420-424.

166. Козлов Э.В., Конева Н.А., Смирнов А.Н., Попова Н.А., Жданов А.Н. Структура зерен поликристаллического агрегата мезо- и микроуровня, соотношение Холла-Петча и стадии деформационного упрочнения. -Кемерово, 2008. -76с.

167. http://www.astm.org/

168. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н. и др. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия // М.: Металлургия. -1982. -632 с.

169. Козлов Э.В. Структура и сопротивление деформированию ультрамелкозернистых металлов и сплавов / Э.В. Козлов, Н.А. Конева, А.Н. Жданов и др. // Физическая мезомеханика. - 2004. - Т.7, №4. - C.93-113.

170. Ральченко В.Г., Плейлер Э.В, Совык Д.Н., Конов В.И. Прочность поликристаллического CVD-алмаза оптического качества // Перспективные материалы. - 2011. -№3. -С. 33-39.