Влияние оксида иттрия на свойства двойных алюминийсодержащих оксидов и керамики на их основе

• Автор: Бугаева, Анна Юлиановна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 126 с.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Общие вопросы зольгель процессов получения ультрадисперсных порошков

1.1.2.Гидролиз алкоксидов и солей алюминия

1.1.3. Гидролиз неорганических производных кремния

1.1.4. Получение и свойства ксерогелей ГОА и диоксида кремния

1.1.5. Исследование устойчивости смешанных алюмосил и катных систем

1.2. Диаграммы состояния составсвойство

псевдодвухкомпонентных систем Ьа2Оз АЬОз, У3 А, Ьа3 У3 АОзБЮ2 и псевдотрехкомпонентной системы У3 А0з8Ю
1.3. Структуры оксидов алюминия, иттрия, лантана и двойных оксидов на их основе моноалюмината лантана, гексаалюмината лантана, муллита
1 АСиитез муллита, влияние состава и способа синтеза на структуру
1.5.Алюминаты лантана синтез, свойства
1.6. Влияние добавок оксида иттрия на свойства керамики различного состава
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Исходные вещества, синтез систем состава 3х Л0з хУз Ю2,
1х Ьа2ОзхУ2ОзЛОз, 1хЬазхУзА зольгель методом
2.1.1. Исходные вещества
2.1.2. Синтез золей тройных оксидных составов 3хАхУзЮ2, 1хЬа2ОзхУ2ОзЛОз, 1х ГазхУ3Л и порошков на их основе
2.1.3. Синтез муллита, моно и гексаалюминатов лантана с использованием ультрадисперсных порошков
2.1.4. Получение образцов керамики муллитового, моно и гексаалюминатлантанового составов, содержащих оксид иттрия
2.2. Методы исследования препаратов и образцов, полученных на различных этапах экспериментальной работы
2.2.1. Расчет параметров решеток элементарной ячейки
2.2.2. Термогравиметрические исследования
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ОКСИДА ИТТРИЯ НА СИНТЕЗ И СВОЙСТВА МОНО И ГЕКСААЛЮМИНАТОВ ЛАНТАНА И МУЛЛИТА, СИНТЕЗИРОВАННЫХ ЗОЛЬГЕЛЬ МЕТОДОМ, И КЕРАМИКИ НА ИХ ОСНОВЕ
3.1. Синтез ультрадисперсных частиц и ультрадисперсных порошков, отвечающих составам 1хЕа2ОзхУ2ОзАОз, хЕа3хУ3А, 3х А хУ3 2Ы, К х 0,3 зольгель методом, и их характеристики
3.2. Синтез алюминатов лантана и муллита в присутствии оксида иттрия, фазовый состав синтезированных препаратов, твердые растворы в изучаемых системах
3.3. Фазовый состав и микроструктура керамики, полученной спеканием синтезированных гексаалюминатов лантана и муллита
3.4. Влияние оксида иттрия на прочность керамики гексаалюмииатлантанового и муллитового составов ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Установлено существование твердых растворов замещения состава ЬаУдАЮз со структурой перовскита, в области значений индекса Осд 0, и Ьа,УлА1цО8 в области значений индекса 0 д 0,. В системе 3хАОз хУ2Оз Ю2 образования твердых растворов не установлено. Показано, что оксид иттрия распределяется в образцах синтезированных алюминатов двумя путями с образованием твердых растворов замещения в узкой области концентраций и посредством сегрегации иттрия на поверхность частиц, синтезированных алюминатов. В системе 3лА0здгУз2, во всех изученных составах, распределение иттрия протекает только по механизму сегрегации. Установлено, что использование порошков, в которых оксид иттрия распределен в тонком слое на поверхности частиц, приводит к значительному повышению прочности и вязкого характера разрушения керамики. Практическая значимость работы. Разработка метода синтеза и установление оптимальных условий получения золей тройных оксидных составов позволяет заметно снизить температуру и время спекания керамики, способствует формированию материалов с субмикрокристаллической структурой, приводит к повышению прочности и вязкому характеру их разрушения. Результаты, полученные по спеканию муллитовой, моно и гексаалюминатлантановой керамики, могут быть использованы в производственных условиях. Поскольку в литературе сведения по системе ЬагОзУгОзЛЬОз отсутствуют, результаты работы могут быть полезны в научных и технологических исследованиях. Л. УАз в пределах 0 х 0, и в решетке рглинозема Ьа. Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на XVI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии г. Москва, г. Проблемы ультрадисперсного состояния г. С.Петербург, г. Химия твердого тела и новые материалы г. Екатсринбург, г. Физикохимические проблемы создания новых конструкционных керамических материалов. Сырье, синтез, свойства. Сыктывкар, г. СО РАН УрО РАН Новые неорганические материалы и химическая термодинамика г. Екатеринбург, г. Всероссийском совещании по высокотемпературной химии силикатов и оксидов г. С.Петербург, г. Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано работ, в том числе 8 статей и 8 тезисов докладов. Структура и объем работы. Диссертационная работа общим состоит объемом 6 страниц из введения, 3 глав, выводов рисунка, таблиц, список литературы включает 5 наименований. ГЛАВА 1. Зольгель способ получения керамики это последовательность физикохимических процессов и превращений, включающих в себя получение истинного раствора образование золя переход в гель ксерогель ультрадисперсиый порошоккерамический материал. Использование золь гель способа позволяет получать частицы, размеры которых можно регулировать от десятка нанометров до микрона, одновременно решая вопрос химической однородности состава частиц. Метод позволяет снизить энергетические затраты при обжиге порошков. Установлено, что порошки размером порядка нм спекаются в раз быстрее, чем порошки микронного размера. Получаемые порошки относятся к наноматериалам, которые в настоящее время привлекают пристальное внимание технологов. Интерес обусловлен возможностью значительной модификации и даже принципиального изменения свойств хорошо известных материалов при переходе в нанокристаллическое состояние, новыми возможностями, которые открывает нанотехнология в создании материалов и изделий из структурных элементов нанометрового размера термин нанотехнология относится к размерам именно структурных элементов. Существует два варианта получения золей оксидов гидролизный и алкоксидный, в основе которых лежат реакции гидролиза различных органических и неорганических соединений металлов. Алкоксидный способ более дорогой и распространенный, основан на реакциях гидролиза, которые приводят к получению оксидов металлов. Условия проведения реакции гидролиза принципиальны с точки зрения свойств конечного продукта. Способ обеспечивает высокую чистоту и относительно невысокие температуры получения тугоплавких материалов. ОНформе нитрат ион замещается ионами гидроксила, при этом образуется устойчивый золь, который переводят в гель добавлением минимального количества катализатора 1.