Фізико-хімічні основи і технологія нанорозмірних порошків стабілізованого діоксиду цирконію - Автореферат

Державний вищий навчальний заклад Український державний хіміко-технологічний університетРобота виконана на кафедрі технології неорганічних речовин та екології Державного вищого навчального закладу "Український державний хіміко-технологічний університет" Міністерства освіти, науки, молоді та спорту України. Захист відбудеться 12 травня 2011р. о 1330 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.078.02 при Державному вищому навчальному закладі "Український державний хіміко-технологічний університет" за адресою: 49005, м. З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Державного вищого навчального закладу "Український державний хіміко-технологічний університет" за адресою: 49005, м. Дисертаційна робота присвячена створенню фізико-хімічних основ і технології отримання нанорозмірних порошків стабілізованого діоксиду цирконію з водних розчинів неорганічних солей цирконію(IV), що вміщують розчинні домішки стабілізуючих елементів. Встановлено, що існуючі в розчинах солей цирконію(IV) тетрамірні гідроксокомплекси відповідно до принципу орієнтаційної і розмірної відповідності є основою для формування флюоритоподібних передструктур оксиду цирконію в твердому стані.Україна, володіючи більше 15% світових запасів цирконієвої сировини, має виробництво діоксиду цирконію, що базується на застарілих технологіях, які принципово не дозволяють одержувати порошки стабілізованого діоксиду цирконію з якістю на рівні провідних світових виробників. Роботу виконано відповідно до планів науково-дослідних робіт ДВНЗ "Український державний хіміко-технологічний університет", завдань держбюджетних науково-дослідних робіт Міністерства освіти і науки України: "Дослідження, розробка й впровадження у виробництво золь-гель технології виготовлення монодисперсних порошків частково стабілізованого діоксиду цирконію" (1994-1995 рр., номер держреєстрації 0195U002130); "Розробка фізико-хімічних основ формування нано-і дрібнокристалічних складних оксидних матеріалів для конструкційної кераміки" (1997-1998 рр., номер держреєстрації 0198U001027); "Розроблення технології виготовлення нанодисперсних порошків стабілізованого діоксиду цирконію" (2006-2008 рр., номер держреєстрації 0105U000417); ДЗ/379-2007 "Розробка технології виготовлення нанодисперсних порошків стабілізованого діоксиду цирконію" (0209U001486); "Кластерні та супрамолекулярні сполуки перехідних елементів, як біологічно активні речовини та матеріали для нової техніки" (2008-2010 рр. номер державної реєстрації роботи 0108U001161). Встановити основні фізико-хімічні закономірності формування твердої оксидної фази діоксиду цирконію при одержанні нанорозмірних порошків стабілізованого діоксиду цирконію із водних розчинів солей цирконію(IV), вміщуючих розчинні домішки солей стабілізуючих елементів. Встановити вплив основних технологічних параметрів на процес одержання нанорозмірних порошків стабілізованого діоксиду цирконію при переробці водних розчинів цирконію(IV), вміщуючих розчинні домішки солей стабілізуючих елементів, в термічній і нерівноважній контактній плазмі. Предмет дослідження: умови утворення твердої фази стабілізованого діоксиду цирконію при отриманні його із водних розчинів неорганічних солей цирконію(IV), що вміщують домішки стабілізуючих елементів; умови одержання нанорозмірних порошків стабілізованого ZRO2 при переробленні водних розчинів цирконію(IV) методами плазмохімічного термолізу, низькотемпературного гідролізу під дією контактної нерівноважної плазми і сумісного осадження компонентів.Аналіз літературних даних показав, що одержання порошків стабілізованого діоксиду цирконію в нанорозмірному стані можливо тільки при застосуванні хімічних методів синтезу (метод гідролізу, термогідролізу, сумісного осадження компонентів), основаних на переробленні водних розчинів цирконію(IV), які вміщують розчинні на молекулярному рівні домішки стабілізуючих елементів. Практично відсутні дослідження фізико-хімічних процесів, що лежать в основі утворення і формування твердої фази діоксиду цирконію в ланцюзі перетворень: "водний розчин цирконію(IV) Me(III) > проміжний продукт > твердий діоксид цирконію". У третьому розділі на основі системного аналізу перетворень в гетерогенній системі "водний розчин цирконію(IV) Me(III) > проміжний продукт > твердий діоксид цирконію" були встановлені основні фізико-хімічні процеси утворення нанорозмірних порошків стабілізованого діоксиду цирконію з водних розчинів цирконію(IV) Me(III) при їх прямому переробленні в діоксид цирконію і для умов сумісного осадження компонентів (рис.1). Мінімізація рівняння Гіббса з урахування всіх складових дозволила отримати напівемпіричне рівняння, яке дозволяє оцінити розчинність різних елементів в матриці діоксиду цирконію де Kt, KR, Кел емпіричні константа, які мають значення 6,7.10-5, 0,75.102 і 2,0.

Основний зміст роботи