Вышедшие номера
Влияние диоксида кремния на стабильность фазового состава и механические свойства керамики на основе диоксида циркония, упрочненной оксидом алюминия
Дмитриевский А.А.1, Жигачев А.О.1, Жигачева Д.Г.1, Родаев В.В.1
1Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина, Тамбов, Россия
Email: aadmitr@yandex.ru
Поступила в редакцию: 13 марта 2020 г.
В окончательной редакции: 15 апреля 2020 г.
Принята к печати: 24 апреля 2020 г.
Выставление онлайн: 10 августа 2020 г.

Исследовано влияние концентрации примеси SiO2 (в интервале от 0 до 10 mol.%) на стабильность тетрагональной фазы t-ZrO2 и комплекс механических характеристик (на микро- и макроуровне) ATZ-керамики на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом кальция (CCaO=6.5 mol.%), упрочненной оксидом алюминия (CAl2O3=5.8 mol.%). Установлено, что введение примеси SiO2 (в концентрации CSiO2=5 mol.%) приводит к почти двукратному увеличению вязкости разрушения (от KC=7.05 MPa · m1/2 до KC=12.43 MPa·m1/2) при незначительном уменьшении твердости (от H=12.75 до 10.9 GPa), а также к повышению предела прочности на сжатие (от sigmaS=2.44 до 2.73 GPa) и пластичности (относительная деформация при сжатии увеличивается от ε=5.3 до 7.3%) исследуемой ATZ-керамики. Показано, что указанные показатели достигнуты за счет снижения стабильности тетрагональной фазы t-ZrO2. Ключевые слова: циркониевая керамика, оксид алюминия, диоксид кремния, структура, фазовый состав, механические свойства.
  1. R.H.J. Hannink, P.M. Kelly. J. Am. Ceram. Soc., 83, 461 (2000). DOI: org/10.1111/j.1151-2916.2000.tb01221.x
  2. R.C. Garvie, R.H.J. Hannink, R.T. Pascoe. Nature, 258, 703 (1975)
  3. B. Basu, K. Balani. Advanced structural ceramics. Hoboken: (Wiley, 2011) 504 p
  4. G. Soon, B. Pingguan-Murphy, K.W. Lai, S.A. Akbar. Ceram. Int., 4, 12543 (2016). DOI: 10.1016/j.ceramint.2016.05.077
  5. A.G. Evans. J. Am. Ceram. Soc., 73, 187 (1990)
  6. M.H. Ghaemi, S. Reichert, A. Krupa, A. Zykova, K. Lobach, S. Sayenko, Y. Svitlychnyi. Ceram. Int., 43, 9746 (2017). DOI: org/10.1016/j.ceramint.2017.04.150
  7. A. Maji, G. Choubey. Mater. Today Proceed., 5, 7457 (2018). DOI: 10.1016/j.matpr.2017.11.417
  8. M.C. Aragon-Duarte, A. Nevarez-Rascon, H.E. Esparza-Ponce, M.M. Nevarez-Rascon, R.P. Talamantes, C. Ornelas, J. Mendez-Nonell, J. Gonzalez-Hernandez, M.J. Yacaman, A. Hurtado-Maci as. Ceram. Int., 43, 3931 (2017). DOI: org/10.1016/j.ceramint.2016.12.033
  9. S. Sequeira, M.H. Fernandes, N. Neves, M.M. Almeida. Ceram. Int., 43, 693 (2017). DOI: org/10.1016/j.ceramint.2016.09.216
  10. J.-K. Lee, M.J. Kim, E.G. Lee. J. Mater. Sci. Lett., 21, 259 (2002). DOI: org/10.1023/A:1014737614591
  11. F. Zhang, L.F. Lin, E.Z. Wang. Ceram. Int., 41, 2417 (2015). DOI: org/10.1016/j.ceramint.2015.06.081
  12. S. Roya, J. Gibmeiera, K.G. Schell, E.C. Bucharsky, K.A. Weidenmann, A. Wanner, M.J. Hoffmann. Mater. Sci. Eng. A., 753, 247 (2019). DOI: 10.1016/j.msea.2019.03.049
  13. V.R. Khrustov, V.V. Ivanov, S.V. Zayats, A.S. Kaygorodov, S.N. Paranin, S.O. Cholakh. Inorg. Mater. App. Res., 5, 482 (2014). DOI: 10.1134/S2075113314050098
  14. A. Smirnov, J.F. Bartolome, H.D. Kurland, J. Grabow, F.A. Muller. J. Am. Ceram. Soc., 99, 3205 (2016). DOI: 10.1111/jace.14460
  15. V. Verma, B.V.M. Kumar. Mater. Today Proceed., 4, 3062 (2017). DOI: org/10.1016/j.matpr.2017.02.189
  16. J. Fan, T. Lin, F. Hu, Y. Yu, M. Ibrahim, R. Zheng, Sh. Huang, J. Ma. Ceram. Int., 43, 3647 (2017). DOI: org/10.1016/j.ceramint.2016.11.204
  17. M. Michalek, J. Sedlavcek, M. Parchoviansky, M. Michalkova, D. Galusek. Ceram. Int., 40, 1289 (2014). DOI: org/10.1016/j.ceramint.2013.07.008
  18. А.А. Дмитриевский, А.О. Жигачев, Д.Г. Жигачева, А.И. Тюрин. ЖТФ, 89, 107 (2019). [A.A. Dmitrievskii, A.O. Zhigachev, D.G. Zhigacheva, A.I. Tyurin. Tech. Phys., 64, 103 (2019)] DOI: 10.1134/S1063784219010092
  19. S.E. Porozova, V.B. Kulmetyeva. Inorg. Mater. App. Res., 5, 420 (2014). DOI: org/10.1134/S2075113314040406
  20. I. Danilenko, G. Lasko, I. Brykhanova, V. Burkhovetski, L. Ahkhozov. Nanoscale Res. Lett., 12, 125 (2017). DOI: org/10.1186/s11671-017-1901-7
  21. A.O. Zhigachev, V.V. Rodaev, A.V. Umrikhin, Yu.I. Golovin. Ceram. Int., 45, 627 (2019). DOI: org/10.1016/j.ceramint.2018.09.220
  22. M.L. Mecartney. J. Am. Ceram. Soc., 70, 54 (1987). DOI: org/10.1111/j.1151-2916.1987.tb04853.x
  23. L. Gremillard, J. Chevalier, T. Epicier, G. Fantozzi. J. Am. Ceram. Soc., 85, 401 (2002). DOI: 10.1111/j.1151-2916.2002.tb00103.x
  24. J. Binner, K. Annapoorani, A. Paul, I. Santacruz. J. Eur. Ceram. Soc., 28, 973 (2008). DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2007.09.002
  25. D. Galusek, K. Ghillanyova, J. Sedlavcek, J. Kozankova. J. Eur. Ceram. Soc., 32, 1965 (2012). DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2011.11.038
  26. А.А. Дмитриевский, А.И. Тюрин, А.О. Жигачев, Д.Г. Гусева, П.Н. Овчинников. Письма ЖТФ, 44, 25 (2018). [A.A. Dmitrievskii, A.I. Tyurin, A.O. Zhigachev, D.G. Guseva, P.N. Ovchinnikov. Tech. Phys. Lett., 44, 141 (2018).] DOI: 10.1134/S1063785018020219
  27. A. Moradkhani, H. Baharvandi. Eng. Fract. Mech., 191, 446 (2018). DOI: org/10.1016/j.engfracmech.2017.12.033
  28. Ю.И. Головин. ФТТ, 50, 2113 (2008). [Y.I. Golovin. Phys. Solid State., 50, 2205 (2008).] DOI: org/10.1134/S1063783408120019
  29. M. Arciniegas, Y. Gaillard, J. Pena, J.M. Manero, F.J. Gil. Intermetallics., 17, 784 (2009). DOI: 10.1016/j.intermet.2009.03.020
  30. D.R. Clarke, F. Adar. J. Am. Ceram. Soc., 65, 284 (1982). DOI: org/10.1111/j.1151-2916.1982.tb10445.x
  31. A.M. Limarga, J. Iveland, M. Gentleman, D.M. Lipkin, D.R. Clarke. Acta Mater., 59, 1162 (2011). DOI: 10.1016/j.actamat.2010.10.049
  32. L. Kurpaska, J. Jasinski, E. Wyszkowska, K. Nowakowska-Langier, M. Sitarz. Spectrochim. Acta A., 195, 184 (2018). DOI: org/10.1016/j.saa.2018.01.074
  33. C.M. Ramos, P.F. Cesar, R.F.L. Mondelli, A.Sh. Tabata, J.d.S. Santos, A.F.S. Borges. J. Prosth. Dent., 112, 886 (2014). DOI: https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2014.02.009
  34. A. Nevarez-Rascon, A. Aguilar-Elguezabal, E. Orrantia, M.H. Bocanegra-Bernal. Int. J. Refract. Met. Hard. Mater., 27, 962 (2009). DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2009.06.001
  35. Z. Fan, Y. Zhao, Q. Tan, N. Mo, M.-X. Zhang, M. Lu, H. Huang. Acta Mater., 170, 24 (2019). DOI: 10.1016/j.actamat.2019.03.020
  36. I.A. Aksay, J.A. Pask. Science, 11, 69 (1974). DOI: 10.1126/science.183.4120.69
  37. S. Kwon, W.Y. Kim, P. Hudon, I.-H. Jung. J. Eur. Ceram. Soc., 37, 1095 (2017). DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2016.10.011

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.