Исследование влияния добавки оксида алюминия на физико-химические свойства ксерогелей, порошков и керамики из ZrO2

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Методом совместного осаждения гидроксидов из водных растворов азотнокислых солей циркония, иттрия, алюминия и церия водным раствором аммиака синтезированы ксерогели и порошки твердых растворов на основе диоксида циркония. Исследованы характеристики получаемых материалов. Проведена оценка влияния стабилизаторов и добавок на их синтез, спекание и свойства.

Full Text

Restricted Access

About the authors

О. Л. Белоусова

Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН

Author for correspondence.
Email: olgabelousova80@gmail.com
Russian Federation, Санкт-Петербург

Н. Ю. Федоренко

Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН

Email: olgabelousova80@gmail.com
Russian Federation, Санкт-Петербург

Т. В. Хамова

Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН

Email: olgabelousova80@gmail.com
Russian Federation, Санкт-Петербург

References

  1. Жигачев А. О., Головин Ю. И., Умрихин А. В. и др. Мир материалов и технологий. Керамические материалы на основе диоксида циркония / Под общ. ред. Ю. И. Головина. М.: Техносфера, 2018. 358 с.
  2. Кораблева Е. А., Майзик М. А., Харитонов Д. В. Керамические материалы и изделия на основе ZrO2 для различного применения в металлургической промышленности // Труды Кольского научного центра РАН. 2018. Т. 9. № 2–2. С. 651–654.
  3. Буякова С. П., Хлусов И. А., Кульков С. Н. Пористая циркониевая керамика для эндопротезирования костной ткани // Физ. мезомех. 2004. Т. 7. № 2. С. 127–130.
  4. Федоров П. П., Яроцкая Е. Г. Диоксид циркония: Обзор // Конденсированные среды и межфазные границы. 2021. Т. 23. № 2. С. 169–187.
  5. Кабалов Е. Н., Гращенков Д. В., Исаева Н. В., Солнцев С. С. Перспективные высокотемпературные керамические композиционные материалы // Российский химический журнал. 2010. Т. 1. № 54. С. 20–24.
  6. Примаченко В. В., Мартыненко В. В., Шулик И. Г., Кущенко И. А. Высокоогнеупорные тигли из стабилизированного диоксида циркония для индукционной плавки металлов платиновой группы, изготовленные методом вибролитья // Литье и металлургия. 2012. Т. 3. № 67. С. 166–168.
  7. Зимичев А. М., Соловьева Е. П. Волокно диоксида циркония для высокотемпературного применения (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2014. № 3. С. 51–61.
  8. Clarke I. C. et al. Current Status of Zirconia used in Total Hip Implants // J. Bone Joint Surg. Ser. A. 2003. Vol. 85. P. 73–84.
  9. Podzorova L. I., Il’icheva A. A., Mikhailina N. A. Effect of Preparation Conditions on the Phase Composition of ZrO2–Al2O3–CeO2 Powders // Neorg. Mater. 2002. № 12. P. 1455–1461.
  10. Podzorova L. I., Il’icheva A. A., Mikhailina N. A., Shevchenko V. Ya. Effect of Synthesis Conditions on the Phase Composition of ZrO2–CeO2–Al2O3 Sol–Gel Powders // Neorg. Mater. 2001. № 1. P. 60–66.
  11. Tsubakino H., Nozato R., Hamamoto M. Effect of Alumina Addition on the Tetragonal-to-Monoclinic Phase Transformation in Zirconia — 3 mol.% Yttria // J. Am. Ceram. Soc. 1991. № 74 (2). P. 440–443.
  12. Li J.–F., Watanabe R. Fracture Тoughness of Al2O3 — Рarticle Dispersed Y2O3 — Partially Stabilized Zirconia // J. Am. Ceram. Soc. 1995. № 78 (4). P. 1079–1082.
  13. Morozova L. V., Kalinina M. V., Koval’ko N. Yu. et al. Preparation of Zirconia-Based Nanoceramics with a High Degree of Tetragonality // Glass Physics and Chemistry. 2014. Vol. 40. № 3. P. 352–355
  14. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость // Пер. с англ., 2-е изд. М.: Мир, 1984. 306 с.
  15. Уманский Я. С., Скаков Ю. А., Иванов А. Н. и др. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982. 632 с.
  16. ГОСТ 473.4–81 Изделия химически стойкие и термостойкие керамические. Метод определения кажущейся плотности и кажущейся пористости. Взамен ГОСТ 473.4–72; введ. 1981-01-07. М.: Издательство стандартов, 1981. 2 с.
  17. Yashima M., Mitsuhashi T., Takashina H. et al. Tetragonal-Monoclinic Phase Transition Enthalpy and Temperature of ZrO2-CeO2 Solid Solutions // Journal of the American Ceramic Society. 1995. Vol. 78. № 8. P. 2225–2228.
  18. Королев П. В., Князев А. В., Гаврилов И. Р. и др. Рентгеновское и калориметрическое исследование порошковых нанокристаллических систем на основе ZrO2 (Y) и Al2O3 со вторым нерастворимым компонентом // Физика твердого тела. 2012. Т. 54. Вып. 2. С. 252–257.
  19. Жарныльская А. Л., Вольхин В. В., Ройтер Х. Влияние природы анионов солей алюминия, применяемых для синтеза прекурсора керамики Al2O3–ZrO2, на стабилизацию тетрагональной модификации диоксида циркония // Журнал прикладной химии. 2009. Т. 82. Вып. 8. С. 1268–1272.
  20. Морозова Л. В., Калинина М. В., Ковалько Н. Ю. и др. Синтез и исследование нанокомпозиций на основе диоксида циркония с целью создания новых биоматериалов // Физика и химия стекла. 2012. Т. 38. № 6S. С. 346–352.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Adsorption-desorption isotherms (1) and differential pore size distribution curves (2) for xerogels of compositions (ZrO2)088(CeO2)0. 12 (a), (ZrO2)0.97(Y2O3)0.03 (b), (ZrO2)0.955(Y2O3)0.045 (c), 80 mol% (ZrO2)0.88(CeO2)0.12-20 mol% Al2O3 (d)

Download (187KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Results of differential thermal analysis of xerogels of compositions (ZrO2)0.97(Y2O3)0.03 (a), (ZrO2)0.955(Y2O3)0.045 (b), 80 mol. % (ZrO2)0.97(Y2O3)0. 03-20 mol % Al2O3 (c), (ZrO2)0.88(CeO2)0.12 (d) and differential scanning calorimetry of the composition 80 mol% (ZrO2)0.88(CeO2)0.12-20 mol% Al2O3 (e)

Download (140KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Microphotographs of powders of composition (ZrO2)0.97(Y2O3)0.03 (a) and 80 mol% (ZrO2)0.97(Y2O3)0.03- 20 mol% Al2O3 (b)

Download (225KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Microphotographs of powders of composition (ZrO2)0.955(Y2O3)0.045 (a) and (ZrO2)0.88(CeO2)0.12 (b)

Download (200KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences