Preview

Вестник Казахстанско-Британского технического университета

Расширенный поиск

СИНТЕЗ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ КЕРАМИК ZRO2:WO3:AL2O3:MGO

https://doi.org/10.55452/1998-6688-2024-21-1-114-122

Аннотация

В данной работе был исследован фазовый состав и микроструктура многокомпонентных керамик ZrO2:WO3:Al2O3:MgO в зависимости от концентрации компонентов. Определены зависимости между концентрацией элементов в исходной шихте и фазовым составом, объемной усадкой, плотностью и микроструктурой синтезированных образцов. Методом рамановской спектроскопии установлено, что добавление к исходной матрице ZrO2:WO3 смеси Al2O3:MgO не приводит к образованию твердого раствора ZrO2:WO3:Al2O3:MgO. С увеличением содержания Al2O3:MgO происходит увеличение объемной усадки и плотности, что может быть связано с образованием жидкой фазы системы WO3:Al2O3 при температуре 1450 °С и, как следствие, более эффективной миграции пор и дефектов к поверхности. Анализ СЭМизображений поперечных сечений полученных образцов показал, что все образцы обладают развитой морфологией с различными формами зерен.

Об авторах

Ю. А. Гаранин
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева; Астанинский филиал Института ядерной физики
Казахстан

докторант

010000, г. Астана



Р. И. Шакирзянов
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева
Казахстан

PhD

010000, г. Астана



А. Л. Козловский
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева; Астанинский филиал Института ядерной физики
Казахстан

PhD

010000, г. Астана



Д. И. Шлимас
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева; Астанинский филиал Института ядерной физики
Казахстан

PhD

010000, г. Астана



Д. Б. Боргеков
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева; Астанинский филиал Института ядерной физики
Казахстан

PhD

010000, г. Астана



Список литературы

1. Al-Jothery H.K.M. et al. A review of ultra-high temperature materials for thermal protection system. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, vol. 863, no. 1, p. 012003, https://doi.org/10.1088/1757-899X/863/1/012003

2. Justin J.F., Jankowiak A. Ultra High Temperature Ceramics: Densification, Properties and Thermal Stability. Aerospace Lab, no. 3, 2011, pp. 1–11.

3. Qi B. et al. ZrO2 Matrix Toughened Ceramic Material-Strength and Toughness. Advanced Engineering Materials, vol. 24, no. 6, 2022, p. 2101278, https://doi.org/10.1002/adem.202101278.

4. Jin X. J. Martensitic transformation in zirconia containing ceramics and its applications. Current Opinion in Solid State and Materials Science, vol. 9, no. 6, 2005, pp. 313–318, https://doi.org/10.1016/j.cossms.2006.02.012.

5. Yao Y. et al. A review on the properties and applications of WO3 nanostructure-based optical and electronic devices. Nanomaterials, vol. 11, no. 8, 2021, p. 2136, https://doi.org/10.3390/nano11082136.

6. Deb S.K. Opportunities and challenges in science and technology of WO3 for electrochromic and related applications. Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 92, no. 2, 2008, pp. 245–258, https://doi.org/10.1016/j.solmat.2007.01.026.

7. Salimi H. et al. Development of WO3-incorporated porous ceramic coating: a key role of WO3 nanoparticle concentration on methylene blue photodegradation upon visible light illumination. Ceramics International, vol. 49, no.19, 2023, pp. 32181–32192, https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.07.191.

8. Waring J. L. Phase Equilibria in the System Aluminum Oxide-Tungsten Oxideю J. Amer. Ceram. Soc., vol. 48, 1965.

9. Klingbeil N.W. A total dissipated energy theory of fatigue crack growth in ductile solids. International Journal of Fatigue, vol. 25, no. 2, 2003, pp. 117–128, https://doi.org/10.1016/S0142-1123(02)00073-7.

10. Pereira G. K. R. et al. Low-temperature degradation of Y-TZP ceramics: A systematic review and meta-analysis. Journal of the mechanical behavior of biomedical materials, vol. 55, 2016, pp. 151–163, https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2015.10.017.

11. Porter D.L., Heuer A. H. Microstructural development in MgO-partially stabilized zirconia (Mg-PSZ). Journal of the American Ceramic Society, vol. 62, no. 5–6, 1979, pp. 298–305, https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1979.tb09484.x.

12. Kurakhmedov A.E. et al. Study of the Mechanisms of Polymorphic Transformations in Zirconium Dioxide upon Doping with Magnesium Oxide, as Well as Establishing the Relationship between Structural Changes and Strength Properties. Ceramics, vol. 6, no. 2, 2023, pp. 1164–1178, https://doi.org/10.3390/ceramics6020070.

13. Zhao X., Vanderbilt D. Phonons and lattice dielectric properties of zirconia. Physical Review B., vol. 65, no. 7, 2002, P. 075105, https://doi.org/10.1103/PhysRevB.65.075105.

14. Maczka M. et al. High-pressure Raman study of Al2 (WO4)3. Journal of Solid State Chemistry, vol. 177, no. 6, 2004, pp. 2002–2006, https://doi.org/10.1016/j.jssc.2004.01.021.

15. Slotznick S.P., Shim S.H. In situ Raman spectroscopy measurements of MgAl2O4 spinel up to 1400 C. American Mineralogist, vol. 93, no. 2–3, 2008, pp. 470–476, https://doi.org/10.2138/am.2008.2687.

16. Ma Y. et al. Quantifying Mg–Al cation distribution in MgAl2O4-spinel using Raman spectroscopy: An experimental calibration. Solid Earth Sciences, vol. 7, no. 1, 2022, pp. 60–71, https://doi.org/10.1016/j.sesci.2021.09.002.

17. Hemberger Y. et al. Quantification of yttria in stabilized zirconia by Raman spectroscopy. International Journal of Applied Ceramic Technology, vol. 13, no. 1, 2016, pp. 116–124, https://doi.org/10.1111/ijac.12434.

18. Ruiz-Fuertes J. et al. High-pressure Raman spectroscopy and lattice-dynamics calculations on scintillating MgWO4: Comparison with isomorphic compounds. Physical Review B., vol. 83, no. 21, 2011, P. 214112, https://doi.org/10.1103/PhysRevB.83.214112.

19. Szilágyi I.M. et al. WO3 photocatalysts: Influence of structure and composition. Journal of catalysis, vol. 294, 2012, pp. 119–127, https://doi.org/10.1016/j.jcat.2012.07.013.

20. Raghavan S., Kay D.A.R. Gibbs free energy of formation of magnesium tungstate from emf measurements. Thermochimica acta, vol. 170, 1990, pp. 13–17, https://doi.org/10.1016/0040-6031(90)80520-9.

21. Yong D., Zhanpeng J. Optimization and calculation of the ZrO2-MgO system. Calphad, vol. 15, no. 1, 1991, pp. 59–68, https://doi.org/10.1016/0364-5916(91)90026-G.


Рецензия

Для цитирования:


Гаранин Ю.А., Шакирзянов Р.И., Козловский А.Л., Шлимас Д.И., Боргеков Д.Б. СИНТЕЗ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ КЕРАМИК ZRO2:WO3:AL2O3:MGO. Вестник Казахстанско-Британского технического университета. 2024;21(1):114-122. https://doi.org/10.55452/1998-6688-2024-21-1-114-122

For citation:


Garanin Yu.A., Shakirzyanov R.I., Kozlovskiy A.L., Shlimas D.I., Borgekov D.B. SYNTHESIS OF MULTICOMPONENT ZRO2:WO3:AL2O3:MGO. Herald of the Kazakh-British technical university. 2024;21(1):114-122. (In Russ.) https://doi.org/10.55452/1998-6688-2024-21-1-114-122

Просмотров: 369


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-6688 (Print)
ISSN 2959-8109 (Online)