.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Открытый доступ
Только для подписчиков
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез композиционного материала на основе стабилизированного оксида циркония
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-7-17-22
Аннотация
Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза получены керамические композиционные материалы на основе стабилизированного оксида циркония с содержанием стабилизирующей добавки до 9 мол. % Y2O3. Изучено влияние содержания стабилизирующей добавки на характеристики горения полученных материалов и их фазовый состав. Показано, что введение Y2O3 в исследуемые материалы приводит к формированию кубической модификации ZrO2 в продуктах синтеза, в то время как без введения Y2O3 в продуктах синтеза наблюдались три модификации ZrO2.
Об авторах
А. П. ЧижиковРоссия
к. т. н. г. Черноголовка Московской обл.
А. С. Константинов
Россия
к. т. н. г. Черноголовка Московской обл.
М. С. Антипов
Россия
г. Черноголовка Московской обл.
А. С. Жидович
Россия
к. т. н. г. Черноголовка Московской обл.
П. М. Бажин
Россия
д. т. н. г. Черноголовка Московской обл.
Н. Ю. Хоменко
Россия
г. Черноголовка Московской обл.
Список литературы
1. Wang, H. Strengthening of Al2O3‒C slide gate plate refractories with microcrystalline graphite / H. Wang, Y. Li, T. Zhu // Ceram. Int. ― 2017. ― Vol. 43. ― P. 9912‒9918. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.04.178.
2. Ban, J. Preparation and application of ZrB2‒ SiCw composite powder for corrosion resistance improvement in Al2O3‒ZrO2‒C slide plate materials / J. Ban, C. Zhou, L. Feng [et al.] // Ceram. Int. ― 2020. ― Vol. 46. ― P. 9817‒9825. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.12.255.
3. Gu, Q. Enhancement of the thermal shock resistance of MgO‒C slide plate materials with the addition of nano-ZrO2 modified magnesia aggregates / Q. Gu, T. Ma, F. Zhao [et al.] // J. Alloys Compd. ― 2020. ― Vol. 847. ― Article 156339. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156339.
4. Matsui, K. Review: microstructure development mechanism during sintering in polycrystalline zirconia / K. Matsui, H. Yoshida, Y. Ikuhara // Int. Mater. Rev. ― 2017. ― № 63. ― P. 1‒32. https://doi.org/10.1080/09506608.2017.1402424.
5. Chen, G. Stability properties and structural characteristics of CaO-partially stabilized zirconia ceramics synthesized from fused ZrO2 by microwave sintering / G. Chen, Y. Ling, Q. Li [et al.] // Ceram. Int. ― 2020. ― Vol. 46. ― P. 16842‒16848. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.03.261.
6. Chen, Q. Enhanced performance of low-carbon MgO‒C refractories with nano-sized ZrO2‒Al2O3 composite powder / Q. Chen, T. Zhu, Y. Li [et al.] // Ceram. Int. ― 2021. ― Vol. 47. ― P. 20178‒20186. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.04.024.
7. Lu, N. Fabrication and reaction mechanism of MgO-stabilized ZrO2 powders by combustion synthesis / N. Lu, G. He, Z. Yang [et al.] // Ceram. Int. ― 2021. ― Vol. 48. ― P. 7261‒7264. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.11.286.
8. Vojtko, M. Coarse-grain CeO2 doped ZrO2 ceramic prepared by spark plasma sintering / M. Vojtko, V. Puchy, E. Múdra [et al.] // J. Eur. Ceram. ― 2020. ― Vol. 40. ― P. 4844‒4852. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2020.05.014.
9. Zhai, Sh. High temperature tensile strength of large size Al2O3/ZrO2(Y2O3) directionally solidified eutectic ceramics / Sh. Zhai, J. Liu, D. Lan // Mater. Lett. ― 2022. ― Vol. 307. ― 130950. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2021.130950.
10. Kunying, D. Formation and properties of porous ZrO2‒8 wt. % Y2O3 coatings / D. Kunying, Ch. Taotao, H. Zhiyong // Rare Metal Mat. Eng. ― 2018. ― Vol. 47. ― P. 1677‒1681. https://doi.org/10.1016/S1875-5372(18)30149-8.
11. Tan, Y. Nano-structured LSM‒YSZ refined with PdO/ ZrO2 oxygen electrode for intermediate temperature reversible solid oxide cells / Y. Tan, Sh. Gao, Ch. Xiong [et al.] // Int. J. Hydrog. Energy. ― 2020. ― Vol. 45. ― P. 19823‒19830. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.05.116.
12. Marais, F. The effects of the addition of tetragonal-ZrO2 on the mechanical properties of MgAl2O4‒ZrO2 composites / F. Marais, I. Sigalas, D. Whitefield // Ceram. Int. ― 2022. ― Vol. 48. ― P. 563‒568. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.09.134.
13. Aati, S. Development of 3D printed resin reinforced with modified ZrO2 nanoparticles for long-term provisional dental restorations / S. Aati, Z. Akram, H. Ngo [et al.] // Dent. Mater. ― 2021. ― Vol. 37. ― P. e360‒e374. https://doi.org/10.1016/j.dental.2021.02.010.
14. Sathyaseelan, B. Studies on structural and optical properties of ZrO2 nanopowder for opto-electronic applications / B. Sathyaseelan, E. Manikandan, I. Baskaran [et al.] // J. Alloys Compd. ― 2017. ― Vol. 694. ― P. 556‒559. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.10.002.
15. Norfauzi, T. Fabrication and machining performance of ceramic cutting tool based on the Al2O3‒ZrO2‒Cr2O3 compositions / T. Norfauzi, A. Hadzley, U. Azlan [et al.] // JMR&T. ― 2019. ― Vol. 8. ― P. 5114‒5123. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.08.034.
16. Gao, J. Post-mortem analysis of Cr2O3‒Al2O3‒ZrO2 refractory bricks used in an industrial opposed multiburner gasifier / J. Gao, W. Su, X. Song [et al.] // Eng. Fail. Anal. ― 2022. ― Vol. 134. ― 106017. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.106017.
17. Wang, Sh. Interactions of Cr2O3‒Al2O3‒ZrO2 refractory with slags in an entrained-flow coal-water slurry gasifier / Sh. Wang, W. Zhao, Y. Zhang [et al.] // Ceram. Int. ― 2022. ― Vol. 48. ― P. 1197‒1207. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.09.205.
18. Wang, W. The influence of MgO/ZrO2/Al2O3 refractories on the refining process of Ti-containing steel based on kinetic study / W. Wang, L. Xue, T. Zhang [et al.] // Ceram. Int. ― 2020. ― Vol. 46. ― P. 17561‒17568. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.04.055.
19. Wang, W. Thermodynamic corrosion behavior of Al2O3, ZrO2 and MgO refractories in contact with high basicity refining slag / W. Wang, L. Xue, T. Zhang [et al.] // Ceram. Int. ― 2019. ― Vol. 45. ― P. 20664‒20673. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.07.049.
20. Baudín, C. The main role of the ZrO2‒MgO‒CaO and ZrO‒MgO‒CaO‒SiO systems in the field of refractories / C. Baudín, P. Pena // Bol. Soc. Esp. Ceram. V. ― 2021. ― Vol. 61. ― P. S6‒S18. https://doi.org/10.1016/j.bsecv.2021.09.009.
21. Wang, Z. Preparation, microstructure and properties of Al2O3‒ZrO2‒C slide plate material in presence of nanoscale oxides / Z. Wang, K. Su, J. Gao [et al.] // Ceram. Int. ― 2021. ― Vol. 48. ― P. 10126‒10135. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.12.223.
22. Keyvani, A. Sol-gel synthesis and characterization of ZrO2 ‒ 25 wt. % CeO2 ‒ 2,5 wt. % Y2O3 (CYSZ) nanoparticles / A. Keyvani, M. Bahamirian, B. Esmaeili // Ceram. Int. ― 2020. ― Vol. 46. ― P. 21284‒21291. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.05.219.
23. Xia, Y. J. Synthesis and characterization of one-dimensional metal oxides: TiO2, CeO2, Y2O3-stabilized ZrO2 and SrTiO3 / Y. J. Xia, J. L. Song, D. N. Yuan [et al.] // Ceram. Int. ― 2015. ― Vol. 41. ― P. 533‒545. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2014.08.102.
24. Lеe, W. S. Synthesis and microstructure of Y2O3-doped ZrO2‒CeO2 composite nanoparticles by hydrothermal process / W. S. Lee, S. W. Kim, B. H. Koo [et al.] // Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp. ― 2008. ― Vol. 313/314. ― P. 100‒104. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2007.04.079.
25. Kozerozhets, I. V. New approach to prepare the highly pure ceramic precursor for the sapphire synthesis / I. V. Kozerozhets, G. P. Panasyuk, E. A. Semenov [et al.] // Ceram. Int. ― 2020. ― Vol. 46. ― P. 28961‒28968. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.08.067.
26. Bazhin, P. M. Synthesis and structure peculiarities of composite material based on Al2O3‒ZrO2 hardened with W and WB particles / P. M. Bazhin, E. V. Kostitsyna, A. P. Chizhikov [et al.] // J. Alloys Compd. ― 2021. ― Vol. 856. ― 157576. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157576.
27. Stolin, A. M. Synthesis and characterization of Al2O3‒ ZrO2-based eutectic ceramic powder material dispersion-hardened with ZrB2 and WB particles prepared by SHS / A. M. Stolin, P. M. Bazhin, A. S. Konstantinov [et al.] // Ceram. Int. ― 2018. ― Vol. 44. ― P. 13815‒13819. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.04.225.
28. Bazhina, A. Structure, phase composition and mechanical characteristics of layered composite materials based on TiB/xTi‒Al/α-Ti (x = 1, 1,5, 3) obtained by combustion and high-temperature shear deformation / A. Bazhina, A. Chizhikov, A. Konstantinov [et al.] // Mater. Sci. Eng. ― 2022. ― Vol. 858. ― Article 144161. https://doi.org/10.1016/j.msea.2022.144161.
29. Bazhina, A. D. Materials based on the MAX phases of the Ti‒Al‒C system obtained under combustion and high-temperature shear deformation / A. D. Bazhina, A. S. Konstantinov, A. P. Chizhikov [et al.] // Mater. Lett. ― 2022. ― Vol. 318. ― Article 132196. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2022.132196.
30. Чижиков, А. П. Получение керамических пластин на основе Al2O3‒TiB2 методом свободного СВС-сжатия / А. П. Чижиков, А. С. Константинов // Новые огнеупоры. ― 2021. ― № 2. ― С. 35‒39.
31. Kozerozhets, I. V. Acquisition, properties, and application of nanosized magnesium oxide powders: an overview / I. V. Kozerozhets, G. P. Panasyuk, L. A. Azarova [et al.] // Theor. Found. Chem. Eng. ― 2021. ― Vol. 55. ― P. 1126‒1132.
32. Bazhina, A. Structure and mechanical characteristics of a layered composite material based on TiB/TiAl/Ti / A. Bazhina, A. Konstantinov, A. Chizhikov [et al.] // Ceram. Int. ― 2022. ― Vol. 48. ― P. 14295‒14300. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.01.318.
33. Rondão, A. I. B. On the electrochemical properties of Mg‒PSZ: an overview / A. I. B. Rondão, E. N. S. Muccillo, R. Muccillo [et al.] // J. Appl. Electrochem. ― 2017. ― Vol. 47. ― P. 1091‒1113. https://doi.org/10.1007/s10800-017-1112-z.
34. Ahmed, S. Sintering of free-standing zirconia granules with different Y2O3 concentration / S. Ahmed, B. Li, L. Zou // Adv. Appl. Ceram. ― 2020. ― Vol. 119. ― P. 407‒413. https://doi.org/10.1080/17436753.2020.1789941.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Чижиков А.П., Константинов А.С., Антипов М.С., Жидович А.С., Бажин П.М., Хоменко Н.Ю. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез композиционного материала на основе стабилизированного оксида циркония. Новые огнеупоры. 2023;(7):17-22. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-7-17-22
For citation: Chizhikov A.P., Konstantinov A.S., Antipov M.S., Zhidovich A.S., Bazhin P.M., Khomenko N.Y. Self-propagating high temperature synthesis of composite material based on stabilized zirconium oxide. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2023;(7):17-22. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-7-17-22
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.