Создание новых композиционных оксидных и боридных керамических материалов на основе цирконийсодержащего минерального сырья

• Автор: Власова, Нурия Мунавировна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 180 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ПЕРСПЕКТИВА СОЗДАНИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ

% 1.1. Анализ состояния вопроса

1.2. Применение природного керамического сырья - глины для

создания керамических материалов

1.3. Технологии получения керамических материалов

1.3.1. Огнеупорная керамика

1.3.2. Твердые электролиты и нагревательные элементы

1.3.3. Конструкционная керамика

♦ 1.3.4. Методы получения диоксида циркония из цирконовых

концентратов

1.3.5. Способы получения диоксида циркония повышенной

чистоты
Выводы
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ И МАТЕРИАЛЫ
2.1. Характеристика исходных материалов
ф 2.2. Методики приготовления и термообработки шихты
2.3. Методы исследования и аналитического контроля
2.4.0пределение удельной поверхности порошковых материалов
ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ
ПОРОШКОВ НА ОСНОВЕ БОРИДОВ ЦИРКОНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БАДЦЕЛЕИТОВОГО И ЦИРКОНИЕВОГО КОНЦЕНТРАТОВ
3.1. Исследование свойств и закономерностей поведения бадделеитового и циркониевого концентратов при

механической обработках
^ 3.2. Получение и исследование композиционных порошков
на основе боридов циркония
3.3.Исследование формирования упрочненного слоя на стали 45 при механизированном ЭИЛ композиционными порошками на основе
боридов циркония
Выводы
ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СТАБИЛИЗИРУЮЩИХ
ДОБАВОК И ДРУГИХ ФАКТОРОВ НА ПОЛИМОРФНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЕ гЛОз-ОКСИДЫ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ
4.1.Теоретический расчет образования твердых растворов в системе диоксид циркония - оксиды щелочноземельных и редкоземельных
щ металлов
4.2.Выбор стабилизирующих добавок и исследование их
влияния на полиморфные превращения
Выводы
ГЛАВА 5.ПОЛУЧЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ МЕТОДОМ ШЛИКЕРНОГО ЛИТЬЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПОЛУЧЕННОЙ КЕРАМИКИ

5.1.Исследование возможности применения глинистых месторождений для получения жаростойких
керамических материалов
5.1.1. Исследование кинетики набухания в воде глин и
каолина месторождений Красноярского края
5.1.2. Термогравиметрические исследования глин
5.2. Исследование фазовых превращений диоксида циркония в * системе ZrSi04-Zr02-Mg0 ( CaO ) -S1O2-AI2O3 в интервале

160 168 169 171
температур от 1000 до 1500°С
5.3.Разработка технологии изготовления жаростойких керамических
тиглей
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ных" (фазовые превращения, отклонение трещин, микротрещиноватая структура, ветвление, армирование) и один "реальный", комбинированный, в котором синергически сочетаются, например, армирование или фазовые переходы с образованием микротрещиноватой структуры и отклонением трещин на включениях второй фазы (армирование волокнами).
Для объяснения эффекта повышения ударной вязкости и прочности таких материалов предложено два механизма:
1) механизм поглощения энергии при фазовом переходе тетрагональных частиц 1гС>2 около острия развивающейся трещины [37,38];
2) развитие и распространение микротрещин в матрице, что является результатом фазового перехода частиц Zr02 при охлаждении обожженных материалов и поглощения энергии при распространении трещины [39,40].
1) Мартенситные превращения в поле .напряжений вблизи растущей трещины приводят к заметному упрочнению двухфазной керамики. Возникающая в керамике трещина, распространяясь с высокой скоростью, при входе в область высокотемпературной тетрагональной фазы ДЮ: мгновенно переводит ее в низкотемпературную (моноклинную) с увеличением объема [41], что сопровождается двойникованием моноклинных частиц. В области двойникования (зонах фазовых превращений) наблюдаются сдвиговые деформации, приводящие к большой концентрации напряжений сжатия и к микрорастрескиванию в материале, что затрудняет развитие трещины и притупляет ее. В трансформационное упрочнение керамики вносит вклад также то, что мартенситные превращения носят не диффузионный характер, атермичны и сопровождаются искажением формы [42].
В [38] рассмотрен термодинамический аспект тетрагональномоноклинного (Т-М) превращения 7г(Х Показано, что наличие или отсутствие превращения есть результат энергетического равновесия между изменением свободной химической энергии, которая зависит от наличия стабилизирующих добавок, модуля упругости матрицы и размера частиц 2гСЬ. Чем выше модуль упругости, меньше ее пористость и термическое рассогласование (разница ко-