Dilatometric measurements of sintering of samples from ultrafine powders of zirconium oxides, aluminum and their mixtures

P. M. Pletnev; E. S. Semantsova

doi:10.17073/1683-4518-2024-3-62-67

Dilatometric measurements of sintering of samples from ultrafine powders of zirconium oxides, aluminum and their mixtures

P. M. Pletnev, E. S. Semantsova

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-3-62-67

Full Text:

Abstract

The results of measuring the shrinkage of samples from ultrafine powders of zirconium oxides, aluminum and their mixtures in continuous air heating at a rate of 10 degrees /min in the range from 20 to 1650 oC are presented. The shrinkage curves and its rate are discussed from the perspective of the probable mechanisms of solid-phase sintering for each type of oxides and their mixtures. It was revealed that a solid solution of partially stabilized zirconium dioxide with yttrium oxide has increased activity to diffusion processes. This is manifested at a relatively low temperature of the beginning of active sintering (900 oC) compared to aluminum oxide (1150 oC). Rational ratios of zirconium and aluminum oxides in a mixture for the production of aluminum-zirconium ceramics with a high level of strength properties have been established. Ill. 8. Ref. 12. Tab. 2.

Keywords

aluminum oxide, zirconium dioxide, solid-phase sintering, diffusion process, aluminum-zirconium composite (ceramics),

About the Authors

P. M. Pletnev

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет путей сообщения»; ФГБОУ ВО «Новосибирский аграрный государственный университет»
Russian Federation

E. S. Semantsova

АО «НЭВЗ-КЕРАМИКС»
Russian Federation

References

1. Гаршин, А. П. Материаловедение. Техническая керамика в машиностроении ; 2-е изд., испр. и доп. / А. П. Гаршин. ― М. : Юрайт, 2020. ― 296 с.

2. Семченко, Г. Д. Конструкционная керамика и огнеупоры / Г. Д. Семченко. ― Харьков : НТУ «ХПИ», 2000. ― 324 с.

3. Callaghan, J. J. Ceramic on crosslinked polyethylene in total hip replacement : any better than metal on crosslinked polyethylene / J. J. Callaghan // Iowa Orthop. J. ― 2009. ― Vol. 29. ― P. 1‒4.

4. Плетнев, П. М. Корундовая бронекерамика с радиопоглощающим покрытием : монография / П. М. Плетнев, Ю. К. Непочатов, А. А. Богаев, Е. В. Маликова. ― Новосибирск : Изд-во СГУПСа, 2018. ― 148 с.

5. Павлушкин, Н. М. Спеченный корунд / Н. М. Павлушкин. ― М. : Промстройиздат, 1961. ― 208 с.

6. Гегузин, Я. Е. Почему и как исчезает пустота / Я. Е. Гегузин. ― М. : Наука, 1983. ― 292 с.

7. Ивенсен, В. А. Кинетика уплотнения металлических порошков при спекании / В. А. Ивенсен. ― М. : Металлургия, 1971. ― 269 с.

8. Маннинг, Дж. Кинетика диффузии атомов в кристаллах / Дж. Маннинг. ― М. : Мир, 1971. ― 277 с.

9. Плетнев, П. М. Влияние ультрадисперсных порошков, полученных механическим измельчением, на плотность керамического материала из оксидов алюминия и циркония / П. М. Плетнев, Е. С. Семанцова // Новые огнеупоры. ― 2023. ― № 8. ― С. 28‒33.

10. Kim, D.-J. Effect of tetravalent dopants on Raman spectra of tetragonal zirconia / D.-J. Kim, J.-W. Jang, H. L. Lee // J. Am. Ceram. Soc. ― 1997. ― Vol. 80, № 6. ― P. 1453‒1461.

11. Bocanegra-Bernal, M. H. Phase transitions in zirconium dioxide and related materials for high performance engineering ceramics / M. H. Bocanegra-Bernal, S. Diaz de La Torre // J. Mater. Sci. ― 2002. ― Vol. 37. ― P. 4947‒4971.

12. Торопов, Н. А. Диаграммы состояния силикатных систем : справочник. Вып. 1. Двойные системы / Н. А. Торопов, В. П. Барзаковский, В. В. Лапин [и др.]. ― Л. : Наука, 1969. ― 887 с.

Supplementary files

For citation: Pletnev P.M., Semantsova E.S. Dilatometric measurements of sintering of samples from ultrafine powders of zirconium oxides, aluminum and their mixtures. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2024;(3):62-67. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-3-62-67

Refbacks

There are currently no refbacks.

ISSN 1683-4518 (Print)

Username
Password