Синтез, структура и свойства кристаллов ZrO2, частично стабилизированных Y2O3

• Автор: Кулебякин, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с.

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Методы синтеза материалов на основе диоксида циркония

1.2. Структура и свойства материалов на основе диоксида циркония

1.2.1. Кристаллическая структура

1.2.2. Фазовые превращения

1.2.3. Диаграмма состояний 2г02-У20з

1.2.4 Стабилизация высокотемпературных фаз диоксида циркония

1.2.5. Микро- и наноструктура материалов

1.2.6. Основные физико-химические свойства

1.3. Механизмы упрочнения в частично стабилизированном диоксиде циркония
1.4. Выводы по обзору литературы
Глава 2. Синтез кристаллов частично стабилизированного
диоксида циркония методом направленной кристаллизацией расплава с
использованием прямого высокочастотного нагрева
2.1. Исследование влияния состава и условий синтеза на размер и качество кристаллов частично стабилизированного диоксида циркония
2.1.1. Подготовка исходной шихты для выращивания
2.1.2. Выращивание кристаллов ЧСЦ на установке с диаметром холодного контейнера 130 мм при скорости роста 10 мм/час
2.1.3. Выращивание кристаллов ЧСЦ на установке “Кристалл 407” при скоростях роста 3, 20, 40 мм/ч
2.1.4. Выращивание кристаллов ЧСЦ с концентраций 2.5, 3; 4 мол.% У20з в холодном контейнере диаметром 130 мм с увеличенным нижним тепловым экраном при скорости роста 10 мм/ч
2.1.5. Синтез крупных кристаллов ЧСЦ на промышленной
установке с диаметром холодного контейнера 400 мм в диапазоне
составов от 2.8 до 4 мол.% УгОз
2.2. Синтез кристаллов ЪгОг - 3 мол.% УоОз с дополнительно введенными примесями переходных и редкоземельных элементов
2.3. Исследование химического состава кристаллов ЧСЦ
2.4. Термообработка кристаллов ЧСЦ в разных средах
2.5. Выводы по главе
Глава 3. Исследование фазового состава кристаллов ЧСЦ
3.1. Исследование фазового состава порошкообразных образцов кристаллов ЧСЦ методом рентгенофазового анализа
3.1.1. Методика проведения РФА
3.1.2. Экспериментальные данные
3.2. Исследование фазового состава кристаллов ЧСЦ методом комбинационного рассеяния света
3.2.1. Методика исследования
3.2.2. Экспериментальные результаты
3.3. Исследование фазового состава объемных образцов кристаллов ЧСЦ методом РФА
3.4. Исследование фазового состава кристаллов ЧСЦ с дополнительно введенными примесями
3.5. Выводы по главе
Глава 4. Исследование микро- и наноструктуры кристаллов ЧСЦ

4.1. Исследование микроструктуры кристаллов ЧСЦ методом сканирующей электронной микроскопии
4.1.1. Влияние скорости роста на морфологию поверхности кристаллов ЧСЦ
4.1.2. Влияние высоты нижнего теплового экрана на морфологию поверхности кристаллов ЧСЦ
4.2. Исследование наноструктуры кристаллов ЧСЦ методом просвечивающей электронной микроскопии
4.3. Исследование микро- и наноструктуры крупных кристаллов ЧСЦ выращенных из холодного контейнера диаметром 400 мм
4.4. Влияние дополнительной примеси на микроструктуру кристаллов ЧСЦ
4.5. Выводы по главе
Глава 5. Исследование физико-химических свойств кристаллов

5.1. Исследование кристаллов ЧСЦ методом количественноизотопного анализа кислорода
5.1.1. Подготовка образцов для количественно-изотопного анализа
5.1.2. Результаты исследований кристаллов ЧСЦ, выращенных на установке “Кристалл-407”
5.1.3. Результаты исследований кристаллов ЧСЦ, выращенных на установке “Кристалл-403”
5.1.4. Изменение изотопного состава кислорода в кристаллах ЧСЦ в зависимости от расположения в були закристаллизованного расплава
5.1.5. Исследование влияние отжига кристаллов ЧСЦ
5.1.6. Влияние дополнительной примеси на изотопный состав кислорода в кристаллах ЧСЦ
5.2. Исследование плотности кристаллов ЧСЦ
5.3. Исследование прочностных характеристик кристаллов ЧСЦ
5.4. Выводы по Главе
Заключение
Список литературы

тации доменов различен для двух последних направлёний. Было показано, что при температурах ниже тех, при которых может происходить 1—>т переход, в пластическую деформацию вокруг отпечатка вносят вклад деформации, связанные с трансформационным переходом, ферроэластичная деформация и сдвиговая деформация за счет дислокационного скольжения. При этом ферроэластическая деформация (поворот доменов) предшествует как мартенситному превращению, так и деформации скольжением. Было сделано предположение, что критическое сдвиговое напряжение для сдвойникован-ной стенки доменов достаточно мало. При этом поворот доменов рассматривали просто как одну из форм пластической деформации. :
Для температур выше температур 1:—ни перехода (-1000 °С), отсутствует трансформационная составляющая деформации вокруг отпечатка, в то время как вклад ферроэластичной и сдвиговой деформации в пластическую деформацию вокруг отпечатка увеличивается.
При проведении экспериментов на одноосное сжатие и растяжение [83; 86] при 1100 °С наблюдались промежуточные состояния переориентации дат менов, когда ферроэластическая деформация останавливалась из-за внутреннего поля напряжений или из-за мгновенного изменения локального напряжения возникающего вследствие деформации соседних доменов. Некоторые домены остаются нетрансформируемые, некоторые частично переориентируются. Процесс трансформации не распространяется непрерывно от одного домена к другому, а происходит в каждом отдельном домене. После трансформации могут оставаться некоторые остаточные контрасты и дефекты. В дополнении к остаточным дефектам возникают дислокации. Существует множество мелких дислокаций, но они не заметны на нетрансформирован-ных образцах в силу более интенсивного контраста доменных границ. После деформации дислокации становятся заметными, возникают они преимуществ венно в колониях, которые частично трансформированы, особенно вблизи границ. Дислокации не движутся в изначальном полидоменном тетрагональном цирконии, они начинают движение в трансформированном материале,