.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Открытый доступ
Только для подписчиков
Получение и исследование композиционных материалов системы Al2O3‒ZrO2‒La2O3
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-2-24-28
Аннотация
Введение оксида лантана в алюмоциркониевую матрицу приводит к формированию соединения LaAl11O18 при спекании в воздушной атмосфере при 1520 оС в течение 2 ч. Размер зерен оксида алюминия находится на уровне 0,75 мкм. При выбранных технологических параметрах получения материалов наиболее высокая трещиностойкость (6,2±0,3 МПа·м1/2) зафиксирована для материала с 3 мас. % LaAl11O18. Критический коэффициент интенсивности напряжений такого материала на 24 % выше, чем у алюмоциркониевой керамики без добавок.
Об авторах
Н. Ю. ЧеркасоваРоссия
К. т. н.
г. Новосибирск
К. А. Антропова
Россия
г. Новосибирск
И. Д. Кучумова
Россия
г. Новосибирск
Э. А. Федоренко
Россия
г. Новосибирск
Е. Ю. Ким
Россия
г. Новосибирск
И. Ю. Киселева
Россия
г. Новосибирск
Список литературы
1. Ghyngazov, S. A. Electron microscopic studies of alumina ceramics treated with a high-current pulsed beam of low-energy electrons / S. A Ghyngazov, N. N. Koval, V. A. Kostenko // Izv. Vyss. uchebnykh Zaved. Fiz. ― 2021. ― № 2. ― P. 159, 160. https://doi.org/10.1007/s11182-021-02337-y.
2. Ouyang, Y. A new strategy for dense Al2O3 ceramics by spherical powders prepared via thermal plasma / Y. Ouyang, L. Bai, Z. Sun [et al.] // Ceram. Int. ― 2019. ― Vol. 45, № 2. ― P. 2012‒2019. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.10.099.
3. Земцова, Е. Г. Формирование и механические свойства алюмокислородной керамики на основе микрои наночастиц оксида алюминия / Е. Г. Земцова, А. В. Монин, В. М. Смирнов [и др.] // Физическая мезомеханика. ― 2014. ― Т. 17, № 6. ― С. 53‒58. https://doi.org/10.24411/1683-805X-2014-00063.
4. Piconi, C. Alumina and zirconia ceramics in joint replacements / C. Piconi, G. Maccauro, F. Muratori, E. B. Del Prever // Journal of Applied Biomaterials and Biomechanics. ― 2003. ― Vol. 1, № 1. ― P. 19‒32. https://doi.org/10.1177/228080000300100103.
5. Nevarez-Rascon, A. On the wide range of mechanical properties of ZTA and ATZ based dental ceramic composites by varying the Al2O3 and ZrO2 content / A. Nevarez-Rascon, A. Aguilar-Elguezabal, E. Orrantia, M. H. Bocanegra-Bernal // Int. J. Refrac. Metals Hard Mater. ― 2009. ― Vol. 27, № 6. ― P. 962‒970. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2009.06.001.
6. Бакунов, В. С. Особенности технологии высокоплотной технической керамики. выбор модифицирующих добавок / В. С. Бакунов, Е. С. Лукин // Стекло и керамика. ― 2008. ― Т. 4. ― С. 14‒18.
7. Smuk, B. Alumina ceramics with partially stabilized zirconia for cutting tools / B. Smuk, M. Szutkowska, J. Walter // Journal of materials processing technology. ― 2003. ― Vol. 133, № 1/2. ― P. 195‒198. https://doi.org/10.1016/S0924-0136(02)00232-7.
8. Kuz’min, R. I. Change of the phase composition and strength of Al2O3‒ZrO2-ceramic after hydrothermal aging / R. I. Kuz’min, S. V. Veselov, N. Y. Cherkasova [et al.] // Glass and Ceramics. ― 2018. ― Vol. 74, № 11/12. ― P. 415‒419. https://doi.org/10.1007/s10717-018-0007-8.
9. Мыльников, В. В. Исследование влияния керамических материалов на работоспособность режущего инструмента / В. В. Мыльников, А. И. Пронин, Е. А. Чернышов // Тр. НГТУ им. Р. Е. Алексеева. ― 2011. ― № 1. ― С. 227‒232.
10. Podzorova, L. I. Ceramic composites of the zirconium dioxide and aluminum oxide system including strontium hexaaluminate / L. I. Podzorova, A. A. Il’icheva, V. P. Sirotinkin [et al.] // Glass and Ceramics. ― 2021. ― Vol. 78, № 5. ― P. 231‒236. https://doi.org/10.1007/s10717-021-00385-x.
11. Podzorova, L. I. Composites of the Al2O3/Yb‒TZP system modified with calcium, strontium, and barium cations / L. I. Podzorova, V. E. Kutuzova, A. A. Il’ichyova [et al.] // Inorganic Materials: Applied Research. ― 2022. ― Vol. 13, № 5. ― P. 1318‒1323. https://doi.org/10.1134/S2075113322050343.
12. Naga, S. M. Strontium hexaaluminate/ZTA composites: Preparation and characterization / S. M. Naga, M. Elshaer, M. Awaad, A. A. Amer // Materials Chemistry and Physics. ― 2019. ― Vol. 232. ― P. 23‒27. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.04.055.
13. Cherkasova, N. Y. Alumina-based ceramics reinforced with calcium hexaaluminate / N. Y. Cherkasova, R. I. Kuzmin, A. V. Felofyanova [et al.] //Letters on Materials. ― 2022. ― Vol. 12, № 3. ― P. 197‒202. https://doi.org/10.22226/2410-3535-2022-3-197-202.
14. Sktani, Z. D. I. The influence of in-situ formation of hibonite on the properties of zirconia toughened alumina (ZTA) composites / Z. D. I. Sktani, A. Z. A. Azhar, M. M. Ratnam, Z. A. Ahmad // Ceram. Int. ― 2014. ― Vol. 40, № 4. ― P. 6211‒6217. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2013.11.076.
15. Nagaoka, T. Effects of CaO addition on sintering and mechanical properties of Al2O3 / T. Nagaoka, M. Yasuoka, K. Hirao [et al.] // Journal of Materials Science Letters. ― 1996. ― Vol. 15, № 20. ― P. 1815‒1817. https://doi.org/10.1007/BF00275351.
16. Asmi, D. Physical, thermal, and mechanical properties of Al2O3‒CaAl12O19 composites processed by in-situ reaction sintering / D. Asmi, I. M. Low, B.H. O’Connor // Jurnal Sains MIPA Universitas Lampung. ― 2012. ― Vol. 4, № 1. ― P. 1‒8.
17. Podzorova, L. I. Al2O3-based ceramic composites with a high brittle fracture resistance / L. I. Podzorova, A. A. Il’icheva, O. I. Pen’kova [et al.] // Inorganic Materials. ― 2019. ― Vol. 55, № 6. ― P. 628‒633. https://doi.org/10.1134/S0020168519060128.
18. Sktani, Z. D. I. Effects of La2O3 addition on microstructure development and physical properties of harder ZTA‒CeO2 composites with sustainable high fracture toughness / Z. D. I. Sktani, N. A. Rejab, A. F. Z. Rosli [et al.] // Journal of Rare Earths. ― 2021. ― Vol. 39, № 7. ― P. 844‒849. https://doi.org/10.1016/j.jre.2020.06.005.
19. Naga, S. M. In-situ sintering reaction of Al2O3‒ LaAl11O18‒ZrO2 composite / S. M. Naga, A. M. Hassan, H. F. El-Maghraby [et al.] // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. ― 2016. ― Vol. 54. ― P. 230‒236. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2015.07.026.
20. Roduit, N. JMicroVision: Image analysis toolbox for measuring and quantifying components of highdefinition images. Version 1.3.4, Software available for free download at https://jmicrovision.github.io/(2021). [Электронный ресурс].
21. Niihara, K. Evaluation of KIc of brittle solids by the indentation method with low crack-to-indent ratios / K. Niihara, R. Morena, D. P. H. Hasselman // Journal of Materials Science Letters. ― 1982. ― Vol. 1, № 1. ― P. 13‒16.
22. Rani, D. A. Effect of rare-earth dopants on mechanical properties of alumina / D. A. Rani, Y. Yoshizawa, K. Hirao, Y. Yamauchi // J. Am. Ceram. Soc. ― 2004. ― Vol. 87, № 2. ― P. 289‒292. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2004.00289.x.
23. Gülgün, M. A. Cation segregation in an oxide ceramic with low solubility: Yttrium doped α-alumina / M. A. Gülgün, R. Voytovych, I. Maclaren [et al.] // Interface Science. ― 2002. ― Vol. 10, № 1. ― P. 99‒110.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Черкасова Н.Ю., Антропова К.А., Кучумова И.Д., Федоренко Э.А., Ким Е.Ю., Киселева И.Ю. Получение и исследование композиционных материалов системы Al2O3‒ZrO2‒La2O3. Новые огнеупоры. 2023;(2):24-28. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-2-24-28
For citation: Cherkasova N.Y., Antropova K.A., Kuchumova I.D., Fedorenko E.A., Kim E.Y., Kiseleva I.Y. Preparation and research of composite materials of the Al2O3‒ZrO2‒La2O3 system. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2023;(2):24-28. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-2-24-28
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.