ОХНМНеорганические материалы Inorganic Materials

  • ISSN (Print) 0002-337X
  • ISSN (Online) 3034-5588

Формирование нанокристаллических твердых растворов на основе диоксида циркония в системе Sm2O3–ZrO2

Код статьи
S30345588S0002337X25030064-1
DOI
10.7868/S3034558825030064
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Том/ Выпуск
Том 61 / Номер выпуска 3-4
Страницы
182-191
Аннотация
Методами термического анализа и рентгеновской дифракции исследовано фазообразование в наноразмерных порошковых системах составов (ZrO2)100−х(Sm2O3)х, где x = 3–6 мол.%, полученных после термообработки прекурсоров, синтезированных гидролизным золь–гель-способом, при температурах 180, 750, 950, 1350 и 1450°С. Установлены температурные и концентрационные интервалы образования нанокристаллических твердых растворов с кубической, тетрагональной и моноклинной сингониями. Данные результаты имеют практическое значение при установлении температуры спекания порошков с целью получения керамики с определенным фазовым составом.
Ключевые слова
золь–гель-синтез ДСК рентгеновская дифракция
Дата публикации
17.02.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
21

Библиография

  1. 1. Garvie R.C., Nicholson P.S. Structure and thermomechanical properties of partially stabilized zirconia in the CaO–ZrO2 system // J. Am. Ceram. Soc. 1972. V. 55. № 3. P. 152–157. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1972.tb11241.x
  2. 2. Garvie R.C., Hannink R.H., Pascoe R.T. Ceramic steel? // Nature. 1975. V. 258 (5537) P. 703–704.
  3. 3. Chevalier J., Liens A., Revero H., Zhang F., Reynaud P., Douillard T., Preiss L., Sergo V., Lughi V., Swain M., Courtois N. Fourty years after the pro- mise of “ceramic steel?”: zirconia based composites with a metal like mechanical behavior // J. Am. Ceram. Soc. 2019. V. 103. № 3. P. 1482–1513. https://doi.org/10.1111/jace.16903
  4. 4. Shevchenko A.V., Lashneva V.V., Dudnik E.V., Ruban A.K., Red’ko V.P., Verbilo D.G., Podzorova L.I. Complex doped zirconia for ceramic implants: production and properties // Powder Metall. Met. Ceram. 2014. V. 53. № 7–8. P. 441–448. https://doi.org/10.1007/s11106-014-9636-9
  5. 5. Guo L., Li M., Ye F. Phase stability and thermal conductivity of Re2O3 (Re = La, Nd, Gd, Yb) Yb2O3 co-doped Y2O3 stabilized ZrO2 ceramics // Ceram. Int. 2016. V. 42. № 6. P. 7360–7365. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.01.138
  6. 6. Морозова Л.В., Калинина М.В., Арсентьев М.Ю., Шилова О.А. Влияние криохимической и ультразвуковой обработки на текстуру, термическое разложение ксерогелей и свойства нанокерамики в системе ZrO2–Y2O3–Al2O3 // Неорган. материалы. 2017. Т. 53. № 6. С. 654–661. https://doi.org/ 10.7868/S0002337X17060112
  7. 7. Вильданова М.Ф., Никольская А.Б., Козлов С.С., Карягина О.К., Ларина Л.Л., Шевалеевский О.И., Альмяшева О.В., Гусаров В.В. Наноструктуры на основе системы ZrO2–Y2O3 для перовскитных солнечных элементов // Докл. Академии наук. 2019. Т. 484. № 6. С. 712–715. https://doi.org/10.31857/S0869-56524846712-715
  8. 8. Белоусова О.Л., Федоренко Н.Ю., Хамова Т.В. Исследование физико-химических свойств ксерогелей, порошков и керамики на основе ZrO2 с добавкой оксида алюминия // Физика и химия стекла. 2024. Т. 50. № 2. С. 220–228. https://doi.org/ 10.31857/S0132665124020101
  9. 9. Диаграммы состояния систем тугоплавких оксидов / Под. Ред. Галахова Ф.Я. Выпуск 5. Двойные системы. Ч.1. Л.: Наука, 1985. 284 с.
  10. 10. Khor K.A., Yang J. Transformability of t-ZrO2 and lattice parameters in plasma sprayed rare-earth oxides stabilized zirconia coatings // Scr. Mater. 1997. V. 37. № 9. P. 1279–1286. https://doi.org/10.1016/S1359-6462 (97)00262-5
  11. 11. Borik M.A., Kulebyakin A.V., Lomonova E.E., Milovich F.O., Myzina V.A., Ryabochkina P.A., Sidorova N.V., Tabachkova N.Yu., Chislov A.S. Effect of heat treatment on the structure and mechanical properties of zirconia crystals partially stabilized with samarium oxide // Mod. Electron. Mater. 2023. V. 9. № 3. P. 123–131. https://doi.org/10.3897/j.moem.9.3.115614
  12. 12. Borik M.A., Chislov A.S., Kulebyakin A.V., Lomonova E.E., Milovich F.O., Myzina V.A., Ryabochkina P.A., Sidorova N.V., Tabachkova N Yu. Phase composition and mechanical properties of Sm2O3 partially stabilized zirconia crystals // Crystals. 2022. V. 12. № 11. P. 1630. https://doi.org/10.3390/cryst12111630
  13. 13. Andrievskaya E.R., Lopato L.M. Influence of composition on the T→M transformation in the systems ZrO2–Ln2O3 (Ln = La, Nd, Sm, Eu) // J. Mater. Sci. 1995. V. 30. P. 2591–2596. https://doi.org/10.1007/BF00362139
  14. 14. Katamura J., Seki T., Sakuma T. The cubic-tetragonal phase equilibria in the ZrO2–R2O3 (R = Y, Gd, Sm, Nd) systems // J. Phase Equilibr. 1995. V. 16. P. 315–319. https://doi.org/10.1007/BF02645287
  15. 15. Lakiza S.M., Zaitseva Z.O., Lopato L.M. Phase diagram of the Al2O3−ZrO2−Sm2O3 system. III. Solidus surface and phase equilibria in alloy crystallization // Powder Metall. Met. Ceram. 2006. V. 45. № 5–6. P. 259–260. https://doi.org/10.1007/s11106-006-0073-2
  16. 16. Fabrichnaya O.В., Seifert H.J. Assessment of thermodynamic functions in the ZrO2–Sm2O3–Al2O3 System // J. Alloys Compd. 2009. V. 475. № 1–2. P. 86–95. https://doi.org/ 10.1016/j.jallcom.2008.07.037
  17. 17. Wang С., Zinkevich M., Aldinger F. Experimental investigation and thermodynamic modeling of the ZrO2–SmO1.5 system // J. Am. Ceram. Soc. 2007. V. 90. № 7. Р. 2210–2219. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2007.01692.x
  18. 18. Панова Т.И., Савченко Е.П., Рощина Е.В., Глушкова В.Б. Сравнительная оценка методов получения частично стабилизированного диоксида циркония // Журн. прикл. химии. 1990. Т. 63. № 1. С. 100–105.
  19. 19. Shevchenko V.Ya., Glushkova V.B., Panova T.I., Lapshin A.E., Podzorova L.I., Il’icheva A.A. Preparation of ultrafine tetragonal ZrO2–CeO2 solid solutions // Inorg. Mater. 2001. V. 37. № 7. P. 692–697. https://doi.org/10.1023/A:1017626107197
  20. 20. Kraus W., Nolze G. POWDER CELL – a program for the representation and manipulation of crystal structures and calculation of the resulting X-ray powder patterns // J. Appl. Crystallogr. 1996. V. 29. № 3. P. 301–303. https://doi.org/10.1107/S0021889895014920
  21. 21. Gražulis S., Daškevič A., Merkys A., Chateigner D., Lutterotti L., Quirós M., Serebryanaya N.R., Moeck P., Downs R.T., Le Bail A. Crystallography Open Database (COD): An open-access collection of crystal structures and platform for world-wide collaboration // Nucl. Acids Res. 2012. V. 40. № D1.P. D420–D427. https://doi.org/10.1093/nar/gkr900
  22. 22. Jakubus P., Adamski A., Kurzawa M., Sojka Z. Texture of zirconia obtained by forced hydrolysis of ZrOCl2 solutions // J. Therm. Anal. Calorim. 2003. V. 72. № 1. P. 299–310. https://doi.org/ 10.1023/A:1023952627054
  23. 23. Петрунин В.Ф., Попов В.В., Чжу Х., Тимофеев А.А. Синтез нанокристаллических высокотемпературных фаз диоксида циркония // Неорган. материалы. 2004. Т. 40. № 3. С. 303–311.
  24. 24. Вест А.Р. Химия твердого тела. Теория и приложения. Пер. с англ.; под ред. Третьякова Ю.Д. М.: Мир,1988. 555 с.
  25. 25. Шевченко В.Я., Баринов С.М. Техническая керамика. М.: Наука, 1993. 187с.
  26. 26. Попов В.В., Петрунин В.Ф. Исследование процессов образования и устойчивости метастабильных фаз в нанокристаллическом ZrO2 // Огнеупоры и техническая керамика. 2007. № 8. С. 8–14.
  27. 27. Yashima M., Ishizawa N., Yoshimura M. High-temperature x-ray study of the cubic–tetragonal diffusionless phase transition in the ZrO2–ErO1.5 system: i, phase change between two forms of a tetragonal phase, t'-ZrO2 and t"-ZrO2, in the compositionally homogeneous 14 mol% ErO1.5–ZrO2 // J. Am. Ceram. Soc. 1993. V. 76. № 3. P. 641–648. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1993.tb03654.x
  28. 28. Горелов В.П. Высокотемпературные фазовые переходы в ZrO2 // Физика твердого тела. 2019. Т. 61. № 7. С. 1346–1351. https://doi.org/10.21883/FTT.2019.07.47849.383
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека