Структура и свойства оксидных нанодисперсных керамик, полученных методом компактирования

• Автор: Карбань, Оксана Владиславовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 272 с. : ил.

Содержание

Введение

Глава 1. |
Анализ литературных данных по формирование структуры и свойств нанокристаллических материалов

1.1. Синтез наноструктурных порошков

1.2. Методы получения объемных нанокристаллических материалов

1.2.1. Динамические методы прессования

1.2.1 Изостатические методы прессования

1.2.3. Процессы, протекающие при спекании керамических материалов
1.3. Связь закона распределения размеров зерен с механизмом роста зерен

и фазовыми превращениями
1.4. Особенности структуры и свойств нанокристаллических

материалов
1.5. Атомно-силовая микроскопия- метод исследования наноструктурных материалов
1.5.1. Физические основы метода АСМ
1.5.2. Контактныя методика АСМ
1.5.3. Полуконтактная методика АСМ
Выводы
Глава 2.
Экспериментальные методы исследования непроводящих
наноструктур
2.1. Методика АСМ для исследования структурных особенностей наноматериалов
2.2. Метод выделения контуров объектов на АСМ изображениях на основе
регистрации локальных минимумов
2.2.1. Алгоритм выделения объектов на изображении
2.3. Исследование химической неоднородности наноструктурых материалов методом АСМ
2.3.1. Исследование структурных особенностей твердых растворов Уз.хКхА15
2.3.2. АСМ- исследования структуры иттрий-эрбиевые моноалюминатов
2.3.3. АСМ-исследования структуры керамики
2.3.4. АСМ-исследования нанокристалличеких пленок германия
2.3.5. Исследование локальной неоднородности коллагеновых волокон методом АСМ
2.4. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
2.5. Фононная спектроскопия
2.4. Термодинамический анализ состава интерфейсных областей
Выводы
Глава 3.
Влияние допирующих добавок, метода компактирования и спекания иа структуру и строение межкристаллитных границ объемных нанокерамик
3.1. Влияние добавок оксидов MgO и ТЮ2 на рост зерен и формирование интерфейсных областей нанокерамик А1
3.1.1. Структура керамик А1203 и строение интерфейсных областей при допировании М§
3.1.2. Структура керамик А1203 и строение интерфейсных областей при допировании ТЮ
3.2. Структура и состав интерфейсных областей керамик Ва-\^-Ті-
3.3. Влияние метода спекания на фазовый состав, структуру наноструктурных керамик ТЮ2 и состав интерфейсных областей
3.3.1. Керамика, полученная методом резистивного нагрева
3.3.2 Керамика, полученная методом СВЧ-нагрева
3.3.3. Состав и структура интерфейсных областей керамик ТЮ
Выводы
Глава 4.
Конструкционная нанокерамика на основе Zr
4.1. Наследование структуры керамики иттрийстабилизированного поликристаллического диоксида циркония в процессе синтеза
4.2. Структура и состав интерфейсных областей при различных условиях компактирования
4.3. Влияние параметров компактирования (давления прессования и мощности УЗ-воздействия) на структуру и свойства наноструктурных керамик Zl■02^■ У
4.3.1. Влияние температуры спекания на структуру керамик и состав интерфейсных границ
4.4. Возможные механизмы макродислокационной пластичности и разрушения наноструктурных керамик
4.4.1. Экспериментальные данные об особенностях локализации пластического сдвига при деформировании и разрушении оксидных наноструктурных керамик
4.4.2. Метод континуального описания моделей пластического деформирования и разрушения наноструктурных керамик
Выводы
Глава 5.
Металлокерамические композиции на основе А
5.1. Новый метод синтеза керметов

зерен в однофазных тетрагональных образцах также вероятно насыщены У203 (15-17 моль.%) [70]. Было обнаружено, что фактор обогащения (т.е. отношение состава границ зерен к объему) может увеличиваться от 1.7 до 7.0 с уменьшением содержания объемного У203 от 13 до 2 моль.%. Однако в работе [71] приведен фактор обогащения 1.9 для состава с 2 моль.% У203. Следовательно, можно предположить, что именно обогащение катионами иттрия границ зерен может ограничивать рост зерен в Y-TZP керамике.
В работе [72] исследование состояние поверхности микропористого итгрий-стабилизированного диоксида циркония, полученного по технологии водного органического геля. Показано, что существует зависимость количества адсорбированных углеродсодержащих групп от температуры. Количество таких групп снижается при отжиге от 400 до 600 °С, при этом соотношение атомов 2г:У не1 изменяется.
Время выдержки также может оказывать влияние как на рост зерен, так и на фазовую трансформацию материала. Для наноструктурного диоксида циркония, увеличение времени выдержки при отжиге до 1300°С не приводит к значительному росту зерна, однако при увеличении размеров зерен в процессе синтеза выше 14 нм наблюдается фазовая трансформация образцов [73].
Рис.1.8. Размер зерен и мольная доля тетрагональной и моноклинной фазы в наноразмерном Zr02 при выдержке при 1300 °С [73].