Электрические свойства и размерные эффекты в диоксиде циркония при давлениях 20-50 ГПа

• Автор: Трефилова, Анна Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Глава 1. Диоксид циркония. Структура. Фазовые превращения. Электрические свойства

1.1. Структура гг02, фазовая диаграмма при нормальном давлении. Стабилизация диоксида циркония
1.2. Электрофизические свойства при нормальном давлении. Ионный перенос по ионам кислорода

1.3. Структура Zr02 при высоких давлениях.

Метастабильные состояния. Вероятные переходы

Заключение к главе1

Глава 2. Влияние размеров кристаллитов на фазовые переходы при высоких давлениях

2.1. Влияние размеров зерна на фазовые переходы при высоких давлениях в различных материалах
2.2. Основы термодинамики фазовых переходов в дисперсных средах. Форма частиц, поверхностные эффекты

2.3. Релаксационные процессы при высоких давлениях в

различных материалах

Заключение к главе
Глава 3. Объекты исследований. Экспериментальные методики
3.1. Образцы и их аттестация. Дисперсность. Стабилизация и ее влияние на свойства
3.2. Методика получения высоких давлений. Погрешности измерения
3.3. Схема экспериментальной установки
Глава 4. Электропроводность и размерные эффекты в диоксиде циркония при давлениях 20 - 50 ГПа
4.1. Электропроводность гг02 с макроскопическим
* размером зерна
4.2. Влияние размера кристаллитов исходного материала на электропроводность 2г02
4.2.1. Электропроводность гг02 с размером кристаллита 54 нм
4.2.2. Электропроводность гг02 с размером кристаллита 12 нм
4.2.3. Электропроводность Т.т02 с размером кристаллита 10 нм
4.3. Влияние высоких давлений на динамику фазовых
,6 переходов в гг02
4.4. Общие закономерности барических зависимостей сопротивления, связанные с известными и вероятными
фазовыми переходами в 7,г02
Заключение к главе
Выводы
Список литературы

Физические и химические свойства ультрадисперсных
* систем в последнее десятилетие привлекают особое
внимание исследователей, работающих в области физики и химии конденсированных сред и связанных с ними технологий получения новых материалов.
Ультрадисперсные материалы служат исходным сырьем для нанокерамик, отличающихся высокой прочностью, сверхпластичностью, уникальными электрическими и оптическими свойствами. На их основе удается создать новые оптические материалы.
Исследования последних лет показали, что исходный

размер кристалла влияет не только на свойства изделия из наноматериалов. Обнаружено, что меняются такие характеристики как давления структурных фазовых превращений, модифицируются фазовые диаграммы. Поэтому исследования связанные с изучением влияния размера кристаллитов на электрические свойства и фазовые переходы наноматериалов весьма актуальны.
Диоксид циркония относится к широко исследуемым и практически важным материалам. Он используется в топливных элементах, в опто- и наноэлектронике, в качестве огнеупорного материала.
В последние годы показано, что материалы, полученные из нанокристаллического диоксида циркония
♦ имеют свойства, отличающиеся от свойств
крупнокристаллических объектов.

Длина направляющих 500 мм. Пресс с КВД помещен в сосуд Дюара (11), куда по переливному сифону заливали криогенный хладоагент (жидкий азот). Усилие, передаваемое на КВД, измеряли с помощью динамометра ДОСМЗ-0.2 (2) (максимальная нагрузка 2 кН, погрешность измерения усилия не более 1%). Пружина (3) служила для компенсации температурного расширения силовых элементов пресса (в первую очередь - направляющих (8) и штока (6)).
Через образец, зажатый между наковальнями,
пропускали постоянный электрический ток, величину которого можно изменять в пределах от 0,1 мкА до 10 мкА с помощью устройств регулирования
стабилизированного источника питания и прецизионных делителей напряжения.
Падение напряжения на образце и на включенном последовательно с ним образцовом сопротивлении измеряли вольтметрами Щ300. Для исключения возможности электрического пробоя образца (толщина которого в зависимости от материала составляет 10 - 30 мкм)
транспортный ток выбирали таким, чтобы электрическое поле в образце было достаточно мало.
Температуру КВД, а вместе с ней и образца измеряли с помощью термопары медь-константан. Термоэдс измеряли вольтметром Щ300.
Регистрацию результатов измерений проводили с помощью ЭВМ.
Относительная систематическая погрешность
измерения сопротивления не превышает 1%.