Виявлення особливостей формування структури композитів на основі синтезованих нанопорошків діоксиду цирконію

Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 5 № 12(113) (2021): Матеріалознавство; 6-19
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 5 № 12(113) (2021): Материаловедение; 6-19
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 5 No. 12(113) (2021): Materials Science; 6-19
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: Peculiarities of formation of microstructure in composites based on chemically synthesized zirconium nanopowders obtained by the method of decomposition from fluoride salts were considered. Hydrofluoric acid, concentrated nitric acid, aqueous ammonia solution, metallic zirconium, and polyvinyl alcohol were used. It was established that the reduction of porosity in nanopowders in the sintering process is the main problem in the formation of high-density materials. Analysis of various initial nanopowders, their morphology, and features of sintering by the method of hot pressing with direct transmission of electric current was made. Peculiarities of obtaining the composites based on them with the addition of Al2O3 nanopowders applying the electric sintering method were considered. It was shown that the increase in the content of alumina nano additives leads to an increase in strength and crack resistance of the samples due to simultaneous inhibition of abnormal grain growth and formation of a finer structure with a high content of tetragonal phase. The influence of sintering modes on the formation of the microstructure of zirconium nanopowders has been studied for different contents of alumina additives. Electric current promotes the surface activity of nanopowders and its variable value promotes partial fragmentation of agglomerated grains thus affecting the composite structure. Physical-mechanical properties of the obtained samples, optimal compositions of mixtures, and possibilities of improving some parameters were determined. It was found that nanopowders of zirconium dioxide obtained by the method of decomposition from fluoride salts are quite suitable for the production of composite materials with high physical and mechanical properties. They can compete with imported analogs and enable obtaining of crack resistance of 7.8 MPa·m1/2 and strength of 820 MPa.
Рассмотрены особенности формирования микроструктуры композитов на основе синтезированных химическим способом методом разложения с фторидных солей нанопорошков диоксида циркония. При этом было использовано фтороводородную кислоту, концентрированную азотную кислоту, водный раствор аммиака, металлический цирконий, поливиниловый спирт. Установлено, что уменьшение пористости нанопорошков в процессе спекания является главной задачей на пути формирования высокоплотных материалов. Проведен анализ различных исходных нанопорошков, их морфологии и особенностей спекания методом горячего прессования с прямым пропусканием электрического тока. Рассмотрены особенности получения композитов на их основе с добавками нанопорошков Al2O3 при использовании метода электроспекания. Показано, что увеличение содержания нанодобавок оксида алюминия приводит к повышению прочности и трещиностойкости образцов за счёт одновременного сдерживания аномального роста зёрен и формирования более мелкой структуры с высоким содержанием тетрагональной фазы. Исследовано влияние режимов спекания на формирование микроструктуры в нанопорошков диоксида циркония с различным содержанием добавок оксида алюминия. Электрический ток способствует поверхностной активности нанопорошков, а его переменное значение – частичному дроблению агломерированных зёрен, таким образом влияя на структурообразование композитов. Определены физико-механические свойства полученных образцов, оптимальные составы смесей и возможности улучшения некоторых параметров. Установлено, что для получения композиционных материалов с высокими физико-механическими свойствами нанопорошки диоксида циркония, полученные методом разложения с фторидных солей, вполне подходят. Они конкурентоспособны с импортными аналогами и позволяют получить трещиностойкость 7,8МПа·м1/2 и прочность 820МПа
Розглянуто особливості формування мікроструктури композитів на основі синтезованих хімічним способом методом розкладу з фторидних солей нанопорошків діоксиду цирконію. При цьому було використано фтороводневу кислоту, концентровану азотну кислоту, водний розчин аміаку, металевий цирконій, полівініловий спирт. Встановлено, що зменшення пористості нанопорошків в процесі спікання є головним завданням на шляху формування високощільних матеріалів. Проведено аналіз різних вихідних нанопорошків, їх морфології та особливостей спікання методом гарячого пресування з прямим пропусканням електричного струму. Розглянуто особливості отримання композитів на їх основі з добавками нанопорошків Al2O3 при використанні методу електроспікання. Показано, що збільшення вмісту нанодобавок оксиду алюмінію призводить до підвищення міцності і тріщиностійкості зразків за рахунок одночасного стримування аномального росту зерен та формування більш дрібної структури з високим вмістом тетрагональної фази. Досліджено вплив режимів спікання на формування мікроструктури нанопорошків діоксиду цирконію з різним вмістом добавок оксиду алюмінію. Електричний струм сприяє поверхневій активності нанопорошків, а його змінне значення – частковому дробленню агломерованих зерен, таким чином впливаючи на структуроутворення композитів. Визначено фізико-механічні властивості отриманих зразків, оптимальні склади сумішей та можливості поліпшення деяких параметрів. Встановлено, що для отримання композиційних матеріалів з високими фізико-механічними властивостями нанопорошки діоксиду цирконію, отримані методом розкладання з фторидних солей, цілком підходять. Вони конкурентоспроможні з імпортними аналогами та дозволяють отримати тріщиностійкість 7,8МПа·м1/2 та міцність 820МПа
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: