Влияние термообработки на теплопроводность монокристаллов твердых растворов на основе ZrO2, стабилизированных оксидами скандия, церия и иттрия
Агарков Д.А.1, Борик М.А.2, Вакулина Е.В.3, Ежикова Е.В.2, Кулебякин А.В.2, Ломонова Е.Е.2, Милович Ф.О.4, Мызина В.А.2, Попов П.А.3, Реу А.А.2, Рябочкина П.А.5, Табачкова Н.Ю.2,4, Числов А.С.2,4
1Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН, Черноголовка, Россия
2Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
3Брянский государственный университет им. академика И.Г. Петровского, Брянск, Россия
4Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС", Москва, Россия
5Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, Саранск, Россия

Email: chislov.as@misis.ru
Поступила в редакцию: 13 января 2026 г.
В окончательной редакции: 5 февраля 2026 г.
Принята к печати: 5 февраля 2026 г.
Выставление онлайн: 26 марта 2026 г.
Исследовано влияние термообработки при 1000 oC в течение 400 h на величину теплопроводности кристаллов диоксида циркония, со-легированных оксидами скандия и церия, а также дополнительно легированных оксидом иттрия. Показано, что отжиг кристаллов, в зависимости от состава, приводит к фазовым и структурным изменениям, связанным с упорядочением кислородных вакансий, что отражается на поведении теплопроводности в диапазоне температур 50-300 K. Введение Y2O3 в состав стабилизирующих добавок повышает фазовую и структурную устойчивость кристаллов. С ростом суммарной концентрации легирующих примесей влияние отжига на теплопроводность снижается. Ключевые слова: диоксид циркония, структура, отжиг, физико-химические свойства.
- J. Chevalier, A. Liens, H. Reveron, F. Zhang, P. Reynaud, T. Douillard, L. Preiss, V. Sergo, V. Lughi, M. Swain, N. Courtois. J. Am. Ceram. Soc. 103, 3, 1482 (2020)
- M. Sabzi, S.M. Dezfuli, Z. Balak. Int. J. Min. Met. Mater. 26, 8, 1020 (2019)
- F. Kazemi, F. Arianpour, M. Taheri, A. Saberi, H.R. Rezaie. Int. J. Min. Met. Mater. 27, 5, 693 (2020)
- E. Peng, X. Wei, U. Garbe, D. Yu, B. Edouard, A. Liu, J. Ding. J. Mater. Sci. 53, 1, 247 (2018)
- Q. Li, X. Hao, Y. Gui, H. Qiu, Y. Ling, H. Zheng, M. Omran, L. Gao, J. Chen, G. Chen. Ceram. Int. 47, 19, 27188 (2021)
- C. Piconi, G. Maccauro. Biomater. 20, 1, 1 (1999)
- R.H.J. Hannink, P.M. Kelly, B.C. Muddle. J. Am. Ceram. Soc. 83, 3, 461 (2000)
- J. Chevalier, L. Gremillard, A.V. Virkar, D.R. Clarke. J. Am. Ceram. Soc. 92, 9, 1901 (2009)
- B. Basu, J. Vleugels, O. Van Der Biest. J. Eur. Ceram. Soc. 24, 7, 2031 (2004)
- M. Yashima, M. Kakihana, M. Yoshimura. Solid State Ionics 86--88, Part 2, 1131 (1996)
- Y. Suzuki. Solid State Ionics 81, 3--4, 211 (1995)
- T. Gotsch, W. Wallisch, M. Stoger-Pollach, B. Klotzer, S. Penner. AIP Advances 6, 2, 025119 (2016)
- M. Chen, B. Hallstedt, L.J. Gauckler. Solid State Ionics 170, 3--4, 255 (2004)
- E.R. Andrievskaya. J. Eur. Ceram. Soc. 28, 12, 2363 (2008)
- C. Wang. PhD Thesis. Max-Planck-Institut fur Metallforschung, Stuttgart (2006). 169 p
- N.R. Rebollo, A.S. Gandhi, C.G. Levi. In: High Temperature Corrosion and Materials Chemistry IV / Eds E. Opila, P. Hou, T. Maruyama, B. Pieraggi, E. Wuchina. Electrochem. Soc. Proc. PV-2003-16, 431 (2003)
- L. Li, O. Van der Biest, S.-G. Huang, J. Vleugels, P.-L. Wang. J. Shanghai Univ. (English Edition), 10, 1, 65 (2006)
- R. Ruh, H.J. Garrett, R.F. Domagala, V.A. Patel. J. Am. Ceram. Soc. 60, 9--10, 399 (1977)
- T.-S. Sheu, J. Xu, T.-Y. Tien. J. Am. Ceram. Soc. 76, 8, 2027 (1993)
- M. Bahamirian, S.M.M. Hadavi, M.R. Rahimipour, M. Farvizi, A. Keyvani. Metall. Mater. Trans. A 49, 6, 2523 (2018)
- K. Bobzin, L. Zhao, M. Ote, T. Konigstein. Surf. Coatings Technol. 366, 349 (2019)
- X. Wei, G. Hou, Y. An, P. Yang, X. Zhao, H. Zhou, J. Chen. Ceram. Int. 47, 5, 6875 (2021)
- S. Lawson. J. Eur. Ceram. Soc. 15, 6, 485 (1995)
- C. Pecharroman, J.F. Bartolome, J. Requena, J.S. Moya, S. Deville, J. Chevalier, G. Fantozzi, R. Torrecillas. Adv. Mater. 15, 6, 507 (2003)
- S.P.S. Badwal. Solid State Ionics 143, 1, 39 (2001)
- W. Araki, T. Koshikawa, A. Yamaji, T. Adachi. Solid State Ionics 180, 28--31, 1484 (2009)
- G. Di Girolamo, C. Blasi, M. Schioppa, L. Tapfer. Ceram. Int. 36, 3, 961 (2010)
- H. Liu, S. Li, Q. Li, Y. Li. Mater. Design 31, 6, 2972 (2010)
- D.A. Agarkov, M.A. Borik, V.T. Bublik, A.S. Chislov, A.V. Kulebyakin, I.E. Kuritsyna, V.A. Kolotygin, E.E. Lomonova, F.O. Milovich, V.A. Myzina, V.V. Osiko, N.Yu. Tabachkova. J. Alloy. Compd. 791, 445 (2019)
- Д.А. Агарков, М.А. Борик, Г.М. Кораблева, А.В. Кулебякин, И.Е. Курицына, Е.Е. Ломонова, Ф.О. Милович, В.А. Мызина, П.А. Попов, П.А. Рябочкина, Н.Ю. Табачкова. ФТТ 62, 12, 2093 (2020). [D.A. Agarkov, M.А. Borik, G.M. Korableva, А.В. Кулебякин, I.E. Kuritsyna, E.Е. Lomonova, F.O. Milovich, V.А. Myzina, P.A. Popov, P.A. Ryabochkina, N.Yu. Tabachkova. Phys. Solid State 62, 12, 2357 (2020).]
- Q.-L. Li, X.-Z. Cui, S.-Q. Li, W.-H. Yang, C. Wang, Q. Cao. J. Therm. Spray Technol. 24, 1--2, 136 (2015)
- L. Sun, H. Guo, H. Peng, S. Gong, H. Xu. Progr. Natur. Sci. 23, 4, 440 (2013)
- S. Raghavan, H. Wang, W.D. Porter, R.B. Dinwiddie, M.J. Mayo. Acta Materialia 49, 1, 169 (2001)
- Z.Z. Wang, Y. Bai, W. Fan, Y. Gao, Q. Liu, R.J. Wang, W.Z. Tao, F. Ma. Comput. Mater. Sci. 174, 109478 (2020)
- W. Fan, Y. Bai, Z.Z. Wang, J.W. Che, Y. Wang, W.Z. Tao, R.J. Wang, G.Y. Liang. J. Eur. Ceram. Soc. 39, 7, 2389 (2019)
- W. Fan, Z.Z. Wang, Y. Bai, J.W. Che, R.J. Wang, F. Ma, W.Z. Tao, G.Y. Liang. J. Eur. Ceram. Soc. 38, 13, 4502 (2018)
- F. Yang, X. Zhao, P. Xiao. Acta Materialia 60, 3, 914 (2012)
- X. Huang, D. Wang, M. Lamontagne, C. Moreau. Mater. Sci. Eng. B 149, 1, 63 (2008)
- R. Ahmadi-Pidani, R. Shoja-Razavi, R. Mozafarinia, H. Jamali. Ceram. Int. 38, 8, 6613 (2012)
- М.А. Борик, А.В. Кулебякин, И.Е. Курицына, Е.Е. Ломонова, В.А. Мызина, П.А. Попов, Ф.О. Милович, Н.Ю. Табачкова. ФТТ 61, 12, 2390 (2019). [M.А. Borik, A.V. Kulebyakin, I.E. Kuritsyna, E.Е. Lomonova, P.A. Popov, V.А. Myzina, F.O. Milovich, N.Yu. Tabachkova. Phys. Solid State 61, 12, 2397 (2019).]
- P.A. Popov, А.А. Sidorov, Е.А. Kul'chenkov, А.М. Аnishchenko, I.C. Аvetissov, N.I. Sorokin, P.P. Fedorov. Ionics 23, 1, 233 (2017)
- M.А. Borik, R.М. Eremina, E.Е. Lomonova, V.А. Myzina, V.V. Osiko, I.I. Fazlizhanov, V.A. Shustov, I.V. Yatsyk. Modern Electron. Mater. 3, 3, 95 (2017)
- D. Agarkov, M. Borik, G. Eliseeva, A. Kulebyakin, E. Lomonova, F. Milovich, V. Myzina, Y. Parkhomenko, E. Skryleva, N. Tabachkova. Crystals 10, 1, 49 (2020)
- V.M. Orera, R.I. Merino, F. Pen a. Solid State Ionics 72, 2, 224 (1994)
- П.А. Попов, П.П. Федоров, В.А. Конюшкин, А.Н. Накладов, С.В. Кузнецов, В.В. Осико, Т.Т. Басиев. Докл. РАН 421, 5, 614 (2008)
- M. Fevre, A. Finel, R. Caudron, R. Mevrel. Phys. Rev. B 72, 10, 104118 (2005)
- D.A. Agarkov, M.A. Borik, V.T. Bublik, S.I. Bredikhin, A.S. Chislov, A.V. Kulebyakin, I.E. Kuritsyna, E.E. Lomonova, F.O. Milovich, V.A. Myzina, V.V. Osiko, N.Yu. Tabachkova. Solid State Ionics 322, 24 (2018)
- M.A. Borik, A.S. Chislov, A.V. Kulebyakin, I.E. Kuritsyna, V.A. Kolotygin, E.E. Lomonova, F.O. Milovich, V.A. Myzina, N.Yu. Tabachkova. Data in Brief 25, 104061 (2019)
- D.A. Agarkov, M.A. Borik, S.I. Bredikhin, I.N. Burmistrov, G.M. Eliseeva, V.A. Kolotygin, A.V. Kulebyakin, I.E. Kuritsyna, E.E. Lomonova, F.O. Milovich, V.A. Myzina, P.A. Ryabochkina, N.Yu. Tabachkovа, T.V. Volkova. J. Materiomics 5, 2, 273 (2019)
- H. Fujimori, M. Yashima, M. Kakihana, M. Yoshimura. J. Am. Ceram. Soc. 81, 11, 2885 (1998).