Свойства, структура, фазовый состав и закономерности формирования пористых наносистем на основе ZrO2

• Автор: Буякова, Светлана Петровна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 315 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1 Морфологическое строение и свойства дисперсного Zr02, получаемого методом термического разложения

1.1. Особенности структуры и свойств диоксида циркония

1.2. Методики исследований структуры, фазового состава и параметров кристаллической структуры порошковых и консолидированных материалов

1.3. Морфология частиц и свойства порошков Zr02 - MgO

1.4. Фазовый состав и параметры кристаллической структуры в порошках системы Zт02 - MgO

1.5. Влияние механической обработки на структуру и фазовый

состав нанокристаллического порошка Zr02(MgO)

Заключение к первой главе

Глава 2 Формирование структуры пористой керамики из высокодисперсных порошков Zr02(Mex0y)
2.1. Компактирование высокодисперсных порошковых систем
2.2. Особенности консолидации высокодисперсных порошковых систем при спекании
2.3. Уплотнение высокодисперсных порошков гг02(Мех0у)
при прессовании
2.4. Спекание высокодисперсного порошка гг02(У203)
2.5. Спекание высокодисперсного порошка гг02(У203)
с порообразующими добавками
Заключение ко второй главе
Глава 3 Структура керамики, получаемой из высокодисперсного порошка гг02(У203)
3.1. Пористая структура керамики, полученной
из высокодисперсного порошка гг02(У2Оз)
3.2. Фазовый состав, параметры тонкой кристаллической структуры пористой керамики УЮ2(У203) и их связь с морфологическим строением пористой структуры
3.3. Исследования поверхностных структур пористой нанокристаллической керамики Zr02(Y20з) методом фрактальной размерности
Заключение к третьей главе
Глава 4 Деформационное поведение и механические свойства пористой нанокристаллической керамики Zr02(Y2Oз)
4.1. Особенности деформирования и разрушения керамических
материалов

4.2. Анализ диаграмм деформирования пористой нанокристаллической керамики УЮ2(У203)
4.3. Влияние пористости на характер деформационного поведения нанокристаллической керамики 2г02(У203)
4.4. Влияние пористости на физико-механические свойства керамических материалов
4.5. Механические свойства пористой нанокристаллической керамики гг02(У203)
4.6. Оптическая регистрация топологических изменений
на поверхности деформируемой керамики
4.7. Локализация деформации в пористой керамике гг02(У203)
при нагружении
Заключение к четвёртой главе
Глава 5 Керамические композиционные материалы на основе нанокристаллического Zr02(Y20з) и поликристаллических металлических волокон
5.1. Структура и свойства композитов Уг02-Си, 2г02-Т1№,
2г02-№Сг
5.2. Граница раздела в композите Ег02-Т1№
Заключение к пятой главе
Глава 6 Биокомпозиты на основе нанокристаллического 2Ю2(У203)
6.1. Материалы, используемые в эндопротезировании костной
ткани
6.2. Композиционные материалы на основе гидроксиапатита и нанокристаллического 2Ю2(У203)
6.3. Композиционные материалы на основе
ЪгОг - поли-3-оксибутерата
6.4. Биологическая аттестация нанокристаллического Уг02(У203) 278 Заключение к шестой главе
Основные результаты и выводы по материалам исследований
Список цитируемой литературы
Приложения

Введение
Пористые материалы - особый класс материалов, эксплуатационные характеристики которых определяются объёмом порового пространства и геометрией пор. Их области применения весьма обширны - это катализаторы, фильтры, мембраны с частичной проницаемостью, электроды, топливные и электролитные элементы, изоляционные элементы. Среди большого перечня пористых материалов, в числе которых металлы и органические соединения, особое место занимают керамики. Приоритетное положение керамик обусловлено, прежде всего, их высокой коррозионной, химической, радиационной стойкостью, термостойкостью, низкой теплопроводностью, что делает возможным длительную эксплуатацию пористых керамических элементов в условиях воздействия химически-агрессивных сред и повышенных температур без деградации свойств [1-15]. Керамика по типу химической связи близка к неорганическому матриксу кости, большинство керамических материалов не оказывает токсического влияния на организм и способно длительное время сохранять механические характеристики, пребывая в биологически-активной среде, что позволяет использовать их для реконструкции и замещения утраченных участков костной ткани.
Между тем, керамические материалы не лишены недостатков, основной из которых - низкая деформационная способность. Керамики в большинстве случаев - материалы с ковалентной связью, в силу чего характеризуются высокой хрупкостью. В значительной мере этого недостатка лишена керамика на основе частично стабилизированного диоксида циркония. Преимущество керамики из частично стабилизированного диоксида циркония - высокая вязкость разрушения, величина К1С циркониевой керамики достигает 15 МПа*м'!. В качестве сравнения К]С алюмооксидной керамики при более высокой прочности не превышает 4 МПа*м-1 [4, 5, 12, 16, 22]. Столь высокое значение коэффициента интенсивности напряжений, фиксируемое для циркониевой керамики, достигается посредством создания в ней двухфазной

МдО, вес. %
Рисунок 1.7. Средний размер и среднее квадратическое отклонение размеров частиц в порошках системы Zr02 — М§0 в зависимости от количества в ней оксида магния.
МдО, вес. %
Рисунок 1.8. Количество сферических частиц в порошках системы 2гОг -МО в зависимости от количества в ней оксида магния.