Влияние условий синтеза на свойства порошков и керамики на основе диоксида циркония, частично стабилизированного оксидом иттрия

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Методом традиционного совместного осаждения гидроксидов и в микрореакторе с встречными интенсивно закрученными потоками реагентов получены ксерогели в системе ZrO2–Y2O3. Изучены их физико-химические свойства. Выявлены закономерности влияния метода синтеза на фазовый состав порошков и керамики на основе диоксида циркония. Получены керамические материалы с высокими прочностными характеристиками, состоящие из смеси кубической и тетрагональной модификаций ZrO2.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

Н. Федоренко

Филиал НИЦ “Курчатовский институт” – ПИЯФ – Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: fedorenkonyu@ya.ru
Ресей, Санкт-Петербург

О. Белоусова

Филиал НИЦ “Курчатовский институт” – ПИЯФ – Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова

Email: fedorenkonyu@ya.ru
Ресей, Санкт-Петербург

С. Мякин

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: fedorenkonyu@ya.ru
Ресей, Санкт-Петербург

Ю. Кудряшова

Филиал НИЦ “Курчатовский институт” – ПИЯФ – Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова

Email: fedorenkonyu@ya.ru
Ресей, Санкт-Петербург

Т. Хамова

Филиал НИЦ “Курчатовский институт” – ПИЯФ – Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова

Email: fedorenkonyu@ya.ru
Ресей, Санкт-Петербург

А. Долгин

Филиал НИЦ “Курчатовский институт” – ПИЯФ – Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова

Email: fedorenkonyu@ya.ru
Ресей, Санкт-Петербург

Р. Абиев

Филиал НИЦ “Курчатовский институт” – ПИЯФ – Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова; Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: fedorenkonyu@ya.ru
Ресей, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Әдебиет тізімі

  1. gel derived ZrO2 nanostructures // Phys. Rev. E. 2015. V. 66. P. 74–80.
  2. Кораблева Е.А. Физико-химические закономерности синтеза и спекания наноструктурных материалов на основе ZrO2: дисс. … к. техн. наук. Обнинск, 2021. 162 с.
  3. Жигачев А.О., Головин Ю.И., Умрихин А.В., Коренков В.В., Тюрин А.И., Родаев В.В., Дьячек Т.А. Мир материалов и технологий. Керамические материалы на основе диоксида циркония / под общ. ред. Ю.И. Головина. М: ТЕХНОСФЕРА, 2018. 358 с.
  4. Заводинский В.Г. О механизме ионной проводимости в стабилизированном кубическом диоксиде циркония // Физика твердого тела. 2004. Т. 46. № 3. С. 441–445.
  5. Чухарев В.Ф., Студеникин Г.В., Мохонь Т.В., Лукашенко Г.В., Устюгов А.В., Крылова О.Е., Суворова Э.А., Гречко М.В., Ефремова И.Г. Особенности переработки нанопорошков YSZ и электропроводность керамики на их основе // Реферативный журнал. Технология неорганических веществ и материалов. 2005. № 7. C. 58–76.
  6. Gusarov V.V., Al'myashev V.I., Beshta S.V., Khabenskii V.B., Granovskii V.S., Udalov Yu.P. Sacrificial materials for safety systems of nuclear power stations: a new class of functional materials // TE. 2001. V. 48. № 9. P. 721–724.
  7. Teychené S., Rodríguez-Ruiz I., Ramamoorthy R.K. Reactive crystallization: From mixing to control of kinetics by additives // Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2020. V. 46. P. 1–19.
  8. Zhao C.-X., He L., Qiao S.Z., Middelberg A.P.J. Nanoparticle synthesis in microreactors // Chem. Eng. Sci. 2011. Vol. 66. № 7. P. 1463–1479.
  9. Luo L., Yang M., Chen G. Continuous synthesis of TiO2-supported noble metal nanoparticles and their application in ammonia borane hydrolysis // Chem. Eng. Sci. 2022. V. 251. P. 117479.
  10. Schwarzer H.-C., Peukert W. Combined Experimental/Numerical Study on the Precipitation of Nanoparticles // AIChE J. 2004. V. 50. P. 3234–3247.
  11. Kawase M., Suzuki T., Miura K. Growth mechanism of lanthanum phosphate particles by continuous precipitation // Chem. Eng. Sci. 2007. V. 62. № 18–20. P. 4875–4879.
  12. Abiev R.S., Almjasheva O.V., Popkov V.I., Proskurina O.V. Microreactor synthesis of nanosized particles: The role of micromixing, aggregation, and separation processes in heterogeneous nucleation // Chem. Eng. Res. Des. 2022. V. 178. P. 73–94.
  13. Falk L., Commenge J.-M. Performance comparison of micromixers // Chem. Eng. Sci. 2010. V. 65. № 1. P. 405–411.
  14. Guichardon P., Falk L. Characterisation of micromixing efficiency by the iodide–iodate reaction system. Part I: experimental procedure // Chem. Eng. Sci. 2000. V. 55. № 19. P. 4233.
  15. Commenge J.-M., Falk L. Villermaux–Dushman protocol for experimental characterization of micromixers // Chem. Eng. Process.: Process Intensif. 2011. V. 50. № 10. P. 979–990.
  16. Абиев Р.Ш., Макушева И.В. Влияние макро- и микросмешения на процессы растворного синтеза частиц оксидных материалов в микроаппаратах с интенсивно закрученными потоками // Теоретические основы химической технологии. 2022. Т. 56. № 2. С. 137–147.
  17. Абиев Р.Ш., Потехин Д.А. Исследование качества микросмешения в одноступенчатом микрореакторе с интенсивно закрученными потоками // Теоретические основы химической технологии. 2023. Т. 57. № 6. С. 681–696.
  18. Abiev R.Sh., Makusheva I.V. Energy Dissipation Rate and Micromixing in a Two-Step Micro-Reactor with Intensively Swirled Flows // MEMS. 2022. V. 13. № 11. P. 1859.
  19. Абиев Р.Ш., Кудряшова А.К. Исследование микросмешения в микрореакторе с встречными интенсивно закрученными потоками // Теоретические основы химической технологии. 2024. Т. 58. № 2. С. 144–159.
  20. Fedorenko N.Yu., Mjakin S.V., Khamova T.V., Kalinina M.V., Shilova O.A. Relationship among the Composition, Synthesis Conditions, and Surface Acid-Basic Properties of Xerogel Particles Based on Zirconium Dioxide // Ceram. Int. 2022. V. 48. № 5. P. 6245–6249.
  21. Fedorenko N.Yu., Abiev R.Sh., Kudryashova Yu.S., Ugolkov V.L., Khamova T.V., Mjakin S.V., Zdravkov A.V., Kalinina M.V., Shilova O.A. Comparative study of zirconia based powders prepared by co-precipitation and in a microreactor with impinging swirled flows // Ceram. Int. 2022. V. 48. № 6. P. 13006–13013.
  22. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / пер. с англ., 2-е изд. Москва: Мир, 1984. 306 с.
  23. Иконникова К.В., Иконникова Л.Ф., Минакова Т.С., Саркисов Ю.С. Теория и практика pH-метрического определения кислотно-основных свойств поверхности твердых тел. // Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. 85 с.
  24. Нечипоренко А.П. Донорно-акцепторные свойства поверхности твердофазных систем. Индикаторный метод. СПб: Лань, 2017. 284 с.
  25. Сычев М.М., Минакова Т.С., Слижов Ю.Г., Шилова О.А. Кислотно-основные характеристики поверхности твердых тел и управление свойствами материалов и композитов. СПб: Химиздат, 2016. 271 с.
  26. ГОСТ 473.4-81. Изделия химически стойкие и термостойкие керамические. Метод определения кажущейся плотности и кажущейся пористости. М: Изд-во стандартов, 1981. 2 с.
  27. ГОСТ 21216-2014. Сырье глинистое. Методы испытаний. М: Стандартинформ, 2015. 40 с.
  28. Иродов И.Е. Волновые процессы. М: Лаборатория базовых знаний, 2003. 280 с.
  29. Агаркова Е.А., Борик М.А., Бублик В.Т., Волкова Т.В., Кулебякин А.В., Курицина И.Е., Ларина Н.А., Ломонова Е.Е., Милович Ф.О., Мызина В.А., Рябочкина П.А., Табачкова Н.Ю. Влияние фазового состава и локальной кристаллической структуры на транспортные свойства твердых растворов ZrO2–Y2O3 и ZrO2–Gd2O3 // ИВУЗ.МЭТ. 2018. Т. 21. № 3. С. 156–165.
  30. -ICSD.
  31. Lamas D.G., Walsoe De Reca N.E. X-ray Diffraction Study of Compositionally Homogeneous, Nanocrystalline Yttria-doped Zirconia Powders // J. Mater. Sci. 2000. № 35. P. 5563–5567.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Nitrogen adsorption and desorption isotherms (1) and pore size distribution (2) in xerogels based on the ZrO2–Y2O3 system obtained by the CO (a) and COmVSA methods in the 500/2.5 mode (b).

Жүктеу (254KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Kinetics of pH of aqueous suspensions of xerogels obtained by the method of co-precipitation using a magnetic stirrer (MS) and a microreactor with counter-intensely swirling flows (COMVSA).

Жүктеу (163KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Micrographs (SEM) of xerogels based on ZrO2–Y2O3 obtained by the CO (a) and COmVSA methods in the 500/2.5 mode (b) with an indication of the sizes of some particles.

Жүктеу (478KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Diffraction pattern of powder obtained by calcining the CO series xerogel at 600 °C.

Жүктеу (56KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Diffraction patterns of ceramics of the CO (1) and SOmVSA series sintered at 1300 °C, mode 500/2.5 (2) and its enlarged fragment (3).

Жүктеу (85KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2025