Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2026, выпуск 10 » Статья стр. 1692
<<<>>>
Влияние метода синтеза порошка-прекурсора и режимов спекания на структуру и фазовый состав керамики ZrO2-Sc2O3-Yb2O3
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации , Госзадание, FZRS-2025-0001
Алексеева А.С.1, Волкова Т.В. 1, Кочешкова В.А.1, Кяшкин В.М. 1, Ларина Н.А. 1, Рябочкина П.А. 1, Сидорова Н.В. 1, Табачкова Н.Ю. 1,2,3
1Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, Саранск, Россия
2Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
3Национальный исследовательский технологический университет " МИСИС", Москва, Россия
Email: aleksandraalekseeva0203@mail.ru, sendboxvv@mail.ru, lerakoheshkova@mail.ru, kyashkin@mail.ru, saharova.1996@mail.ru, ryabochkina@mail.ru, ya.natalka2112@yandex.ru, ntabachkova@gmail.com
Поступила в редакцию: 27 июля 2026 г.
В окончательной редакции: 26 августа 2026 г.
Принята к печати: 23 сентября 2026 г.
Выставление онлайн: 16 ноября 2026 г.
PDF версия
Исследовано влияние метода синтеза нанопорошков и режимов спекания на микроструктуру и фазовый состав керамик (ZrO2)0.90(Sc2O3)0.09(Yb2O3)0.01. Установлено, что использование нанопорошков, полученных методом гидротермального синтеза с микроволновой обработкой и отжигом при 500 oC, с последующим спеканием (1600 oC, 6 h + 1700 oC, 6 h) обеспечивает в керамике стабилизацию t''-фазы, которая близка к кубической, и формирование развитой зеренной структуры с низкой пористостью. Для керамик аналогичного режима спекания, полученных из нанопорошков, синтезированных методом соосаждения, характерна t''-фаза и развитая зеренная структура с высокой пористостью. При возбуждении ультрафиолетовым излучением зарегистрирована широкополосная люминесценция в видимой области спектра, обусловленная дефектами структуры, связанными с кислородными вакансиями V2+ и V1+. Показано, что повышение температуры спекания приводит к изменению относительной концентрации указанных дефектов вследствие роста среднего размера зерен, что сопровождается перераспределением интенсивности полос люминесценции. Ключевые слова: диоксид циркония, микроструктура, нанопорошки, керамика, дефекты структуры, вакансия кислорода, спектры люминесценции.
  1. N. Mahato, A. Banerjee, A. Gupta, S. Omar, K. Balani. Prog. Mater. Sci. 72, 141 (2015)
  2. И.В. Мурин, А.К. Иванов-Шиц. Ионика твердого тела, т. 2. Изд-во СПбГУ, СПб (2010). 1000 с
  3. A.J. Flegler, T.E. Burye, Q. Yang, J.D. Nicholas. Ceram. Int. 40, 10, 16323 (2014)
  4. A. Atkinson. In: Solid Oxide Fuel Cell Lifetime and Reliability / Eds N.P. Brandon, E. Ruiz-Trejo, P. Boldrin. Academic Press, London (2017). Сh. 2
  5. Y. Arachi, H. Sakai, O. Yamamoto, Y. Takeda, N. Imanishai. Solid State Ionics 121, 1--4, 133 (1999)
  6. C. Haering, A. Roosen, H. Schichl, M. Schnoller. Solid State Ionics 176, 3--4, 261 (2005)
  7. H. Fujimori, M. Yashima, M. Kakihana, M. Yoshimura. J. Appl. Phys. 91, 10, 6493 (2002)
  8. T.I. Politova, J.T.S. Irvine. Solid State Ionics 168, 1--2, 153 (2004)
  9. V.V. Lakshmi, R. Bauri. Solid State Sci. 13, 8, 1520 (2011)
  10. V. Shukla, K. Balani, A. Subramaniam, S. Omar. Solid State Ionics 332, 93 (2019)
  11. F. Yuan, J. Wang, H. Miao, C. Guo, W.G. Wang. J. Alloys Compd. 549, 200 (2013)
  12. V. Shukla, K. Balani, A. Subramaniam, S. Omar. J. Phys. Chem. C 123, 36, 21982 (2019)
  13. D. Agarkov, M. Borik, G. Korableva, A. Kulebyakin, I. Kuritsyna, N. Larina, E. Lomonova, F. Milovich, V. Myzina, P. Ryabochkina, N. Tabachkova, T. Volkova, D. Zakharov. Membranes 13, 3, 312 (2023)
  14. W.F.M. Groot Zevert, A.J.A. Winnubst, G.S.A.M. Theunissen, A.J. Burggraaf. J. Mater. Sci. 25, 8, 3449 (1990)
  15. С.Е. Порозова, В.Б. Кульметьева, Т.Ю. Поздеева, В.О. Шоков. Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия 4, 4 (2020). [S.E. Porozova, V.B. Kul'met'eva, T.Yu. Pozdeeva, V.O. Shokov. Russ. J. Non-Ferrous Met. 62, 2, 226 (2021).]
  16. J. Choi, Y. Jung, J. Kim, D. Shin. Ceram. Int. 39, Suppl. 1, S663 (2013)
  17. А.В. Галахов. Новые огнеупоры 5, 22 (2014). [A.V. Galakhov. Refractories \& Industrial Ceram. 55, 3, 199 (2014).]
  18. D.-M. Liu, J.-T. Lin. J. Mater. Sci. 34, 8, 1959 (1999)
  19. Z.-H. Guo, X.-H. Li, Z.-X. Wang, H.-J. Guo, W.-J. Peng, Q.-Y. Hu, G.-C. Yan, J.-X. Wang. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 32, 10, 3362 (2022)
  20. X.J. Chen, K.A. Khor, S.H. Chan, L.G. Yu. Mater. Sci. Eng. A 341, 1-2, 43 (2003)
  21. D.M. Lipkin, J.A. Krogstad, Y. Gao, C.A. Johnson, W.A. Nelson, C.G. Levi. J. Am. Ceram. Soc. 96, 1, 290 (2013)
  22. M. Yashima, S. Sasaki, M. Kakihana, Y. Yamaguchi, H. Arashi, M. Yoshimura. Acta Crystallographica B 50, 663 (1994)
  23. S.M. Lukich, C. Carpenter, N. Orlovskaya. J. Power Sources 195, 8, 2301 (2010)
  24. Е.Е. Ломонова, Д.А. Агарков, М.А. Борик, Г.М. Елисеева, А.В. Кулебякин, И.Е. Курицына, Ф.О. Милович, В.А. Мызина, В.В. Осико, А.С. Числов, Н.Ю. Табачкова. Электрохимия 56, 2, 127 (2020). [E.E. Lomonova, D.A. Agarkov, M.A. Borik, G.M. Eliseeva, A.V. Kulebyakin, I.E. Kuritsyna, F.O. Milovich, V.A. Myzina, V.V. Osiko, A.S. Chislov, N.Yu. Tabachkova. Russ. J. Electrochem. 56, 2, 118 (2020).]
  25. D.A. Agarkov, E.A. Agarkova, M.A. Borik, E.M. Buzaeva, G.M. Korableva, A.V. Kulebyakin, I.E. Kuritsyna, V.M. Kyashkin, E.E. Lomonova, F.O. Milovich, V.A. Myzina, P.A. Ryabochkina, N.Yu. Tabachkova, M.K. Tapero. J. Solid State Electrochem. 28, 6, 1963 (2024)
  26. V.V. Osiko, M.A. Borik, E.E. Lomonova. In: Springer Handbook of Crystal Growth / Eds G. Dhanaraj, K. Byrappa, V. Prasad, M. Dudley. Springer, Berlin-Heidelberg (2010). Pp. 433-377
  27. V.I. Aleksandrov, V.V. Osiko, A.M. Prokhorov, V.M. Tatarintsev. In: Current Topics in Material Science, v. 1. / Ed. E. Kaldis. Amsterdam (1978). Pp. 421-480
  28. Д.В. Ким, С. Пак, Е.Г. Салль, Г.-Х. Ким, В.Е. Яшин, Д. Янг. Квантовая электроника 52, 4, 313 (2022). [J.W. Kim, S. Park, E.G. Sall, G.H. Kim, V.E. Yashin, J. Yang. Quantum Electron. 52, 4, 313 (2022).]
  29. J. Kirchhof, S. Unger, A. Schwuchow, S. Grimm, V. Reichel. J. Non-Cryst. Solids 352, 23--25, 2399 (2006)
  30. Т.В. Перевалов, В.Н. Кручинин, С.В. Рыхлицкий, В.А. Гриценко, А.П. Елисеев, Е.Е. Ломонова. Оптика и спектроскопия 128, 12, 1830 (2020). [T.V. Perevalov, V.N. Kruchinin, S.V. Rykhlitskii, V.A. Gritsenko, A.P. Eliseev, E.E. Lomonova. Opt. Spectrosc. 128, 12, 1963 (2020).]
  31. T.V. Perevalov, D.R. Islamov. ECS Trans. 80, 1, 357 (2017)
  32. D.R. Islamov, V.A. Gritsenko, T.V. Perevalov, A.P. Yelisseyev, V.A. Pustovarov, I.V. Korolkov, E.E. Lomonova. Materialia 15, 100979 (2021)
  33. П.А. Рябочкина, В. Панкратов, Е.Е. Ломонова, Н.В. Сидорова, С.А. Артемов, М.В. Герасимов. Оптика и спектроскопия 131, 10, 1342 (2023). [P.A. Ryabochkina, V. Pankratov, E.E. Lomonova, N.V. Sidorova, S.A. Artemov, M.V. Gerasimov. Opt. Spectrosc. 131, 10, 1277 (2023).]
  34. K. Smits, L. Grigorjeva, D. Millers, A. Sarakovskis, J. Grabis, W. Lojkowski. J. Lumin. 131, 10, 2058 (2011)
  35. T.V. Perevalov, D.V. Gulyaev, V.S. Aliev, K.S. Zhuravlev, V.A. Gritsenko, A.P. Yelisseyev. J. Appl. Phys. 116, 24, 244109 (2014)
  36. J.-H. Hur, S. Park, U-I. Chung. J. Appl. Phys. 112, 11, 113719 (2012).

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme