Научная статья на тему 'Сравнительное исследование кристаллов диоксида циркония, частично стабилизированного оксидами редкоземельных элементов'

Сравнительное исследование кристаллов диоксида циркония, частично стабилизированного оксидами редкоземельных элементов Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
6
4
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Числов Артём Сергеевич, Кулебякин Алексей Владимирович, Милович Ф.О.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Сравнительное исследование кристаллов диоксида циркония, частично стабилизированного оксидами редкоземельных элементов»

SSjmSS 18-20 октября 2022 г

Сравнительное исследование кристаллов диоксида циркония, частично стабилизированного оксидами редкоземельных элементов

12 1 2 Числов А.С. ' , Кулебякин А.В. , Милович Ф.О.

1- Федеральный исследовательский центр «Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук», Москва 2- Национальный исследовательский технологический университет

«МИСиС», Москва E-mail: Chislov. artem@bk. ru

DOI: 10.24412/cl-35673-2022-1-99-100

Материалы на основе частично стабилизированного диоксида циркония (ЧСЦ) используются в различных областях науки и техники в качестве конструкционных неметаллических материалов. ЧСЦ обладает высоким значением твердости и трещиностойкости, тугоплавкостью, способностью работать в условиях агрессивных сред. Для стабилизации диоксида циркония можно использовать оксиды щёлочноземельных или редкоземельных элементов, однако твердые растворы, стабилизированные оксидом иттрия, исследованы наиболее широко. Вместе с тем большой интерес вызывают материалы, стабилизированные оксидами других редкоземельных металлов, в частности, гадолиния, которые могут использоваться в качестве термобарьерных покрытий, поскольку они обладают низкой теплопроводностью.

Целью данной работы являлось выполнение сравнительного анализа особенностей структуры и механических свойств кристаллов ЧСЦ, стабилизированных разными оксидами.

Кристаллы ЧСЦ были получены методом направленной кристаллизации расплава в холодном тигле. Были выращены три серии кристаллов, стабилизированных оксидом иттрия, самария или оксидом гадолиния в сопоставимых концентрациях от 2.0 до 4.0 мол%. Представлены результаты исследования фазового состава, кристаллической структуры и механических свойств полученных кристаллов. Определение фазового состава кристаллов осуществлялось методом рентгеновской дифрактометрии. Микротвердость и трещиностойкость кристаллов были измерены

™™дыГу™ новые материалы, активные среды и наноструктуры

методом индентирования.

Исследование фазового состава показало, что все кристаллы содержат две тетрагональные фазы с различной степенью тетрагональности. Проведена оценка содержания Y2O3, Sm2O3 и Gd2O3 в этих фазах. Обсуждается влияние различий фазового состава кристаллов на механизмы трансформационного упрочнения. Показано, что эффективность трансформационного упрочнения требует сохранения максимального количества тетрагональной фазы и оптимальной трансформационной способности этой фазы. Величина трещиностойкости в значительной степени зависит от микроструктуры и фазового состава материала. В свою очередь, кристаллическая структура сильно зависит от концентрации и вида стабилизирующего оксида.

Автор выражает благодарность научному руководителю, д.ф.-м.н. Ломоновой Е.Е. и к.ф.-м.н. Табачковой Н.Ю. за постановку научной задачи и обсуждение результатов исследования.

Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда № 22-29-01220.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.