Корундова кераміка, модифікована діоксидом цирконію, з підвищеними міцністю та термостійкістю - Автореферат

В останні роки в світовій практиці створення в корундовій кераміці структури, яка забезпечує підвищені міцність та термостійкість, звязано з введенням у корундову матрицю тонкодисперсних частинок діоксиду цирконію при їх рівномірному розподілі по всьому обєму матеріалу. Тому проблема розробки раціонального методу отримання порошків, що складаються із б-Al2O3 і рівномірно розподіленого ZRO2, і є придатними для виготовлення корундової кераміки з підвищеними міцністю та термостійкістю, а також проблема розробки вітчизняної технології такої кераміки із сировини України на обладнанні, що традиційно застосовується, являються актуальними. Метою дисертаційної роботи є розробка технології корундової кераміки з добавками діоксиду цирконію з підвищеними міцністю та термостійкістю при використанні сировини України і обладнання, що традиційно застосовується. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі: - дослідити вплив різних способів введення в корундову кераміку добавки діоксиду цирконію на її властивості: способу просочування глинозему, який складається із g-Al2O3, водним розчином оксихлориду цирконію з наступною термообробкою для утворення в суміші частинок б-Al2O3 і ZRO2; способу введення тонкодисперсного діоксиду цирконію в шлікер із глинозему, який складається із б-Al2O3, та способу насичення корундових зразків водним розчином оксихлориду цирконію з наступною термообробкою; на підставі досліджень властивостей корундової кераміки з добавками ZRO2, введеними різними способами, встановлено, що за міцністю та термостійкістю корундова кераміка на основі глинозему, просоченого водним розчином оксихлориду цирконію з наступною термообробкою, перевершує кераміку, виготовлену при введенні ZRO2 іншими способами.Показано, що для підвищення властивостей корундової кераміки необхідно створити в кераміці напружену та мікротріщинувату структуру, яка зможе забезпечити ефективне розсіювання енергії тріщини, що може розвиватися під дією навантаження під час служби, для запобігання її перетворення в катастрофічну. Аналіз літературних даних показав доцільність розробки вітчизняної технології корундової кераміки з добавками діоксиду цирконію з підвищеними міцністю та термостійкістю при використанні обладнання, що традиційно застосовується, і сировини України, що обумовило, таким чином, необхідність проведення досліджень впливу різних способів введення в корундову кераміку добавки діоксиду цирконію на властивості кераміки, а також необхідність розробки технологічних параметрів виготовлення корундових виробів з добавками діоксиду цирконію методом шлікерного лиття в гіпсові форми та здійснити випуск дослідних партій виробів і провести їх випробування в порівнянні з виробами, що традиційно виготовляються. Для вияву найбільш ефективного способу введення в корундову кераміку добавки діоксиду цирконію випробувано кілька способів: просочування глинозему, який складається в основному з g-Al2O3, водним розчином оксихлориду цирконію з наступною термообробкою для утворення в суміші частинок б-Al2O3 і ZRO2; введення тонкодисперсного діоксиду цирконію в шлікер із глинозему, який складається із б-Al2O3; насичення корундових зразків водним розчином оксихлориду цирконію з наступною термообробкою. Проведені дослідження впливу кількості добавки ZRO2 на властивості глинозему, який отримано способом його просочування, показали, що добавка діоксиду цирконію у кількості 5-12,5 % розподіляється рівномірно в глиноземі та сприяє формуванню розгалуженої форми агрегатів, які складаються із кристалів корунду, що сприятливо позначається на подальшому подрібненні глинозему з добавками ZRO2. Дослідженнями властивостей корундової кераміки, одержаної різними способами введення добавки діоксиду цирконію, показано, що зразки кераміки на основі глинозему, просоченого водним розчином оксихлориду цирконію з наступною термообробкою, характеризуються найменшим розміром кристалів корунду (< 4-10 мкм) завдяки тому, що нанодисперсні частинки ZRO2, що утворилися, розташовуються вельми рівномірно в міжкристалічному просторі б-Al2O3 і є інгібітором росту кристалів.В результаті проведених досліджень впливу різних способів введення в корундову кераміку добавки діоксиду цирконію на її властивості показана ефективність введення вказаної добавки методом просочування глинозему, який складається із g-Al2O3, водним розчином оксихлориду цирконію з наступною термообробкою при температурі 1550 0С для утворення в суміші частинок б-Al2O3 і ZRO2. Встановлено, що зразки на основі глиноземів, які виготовлено цим способом, мають найменший вміст шкідливої домішки Na2O (< 0,05-0,06 %) і характеризуються найменшими розмірами кристалів корунду (< 4-10 мкм) завдяки тому, що нанодисперсні частинки діоксиду цирконію, що утворилися, розташовуються вельми рівномірно у міжзеренному просторі б-Al2O3 і є інгібітором росту кристалів. Дослідження впливу кількості добавки ZRO2 на властивості глинозему, що просочений водним розчином оксихлориду цирконію з наступною термообробкою,

. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ