Роль наноструктурных модификаторов при получении композиционной корундовой керамики

Исследовано влияние высокодисперсных наноструктурных модификаторов оксидов алюминия – магния, частично стабилизированного диоксида циркония на процессы консолидации композиционной керамики из промышленных порошков корунда, термообработанной при температуре 1600–1700 ^оС, изменения ее микроструктуры и физико-механических свойств. Установлено, что за счет процессов самодиффузии активных модификаторов происходит распределение их нанозерен по границам микрочастиц порошка корунда, а также заполнение порового пространства, что вызывает скольжение частиц при механических и тепловых нагрузках материала и переводит механизм хрупкого разрушения в псевдопластичный. Введенные наноструктурные модификаторы промотируют процесс образования пластинчатых зон в объеме материала, что также упрочняет его механические свойства. Разработаны составы композиционной керамики с повышенными физико-механическими характеристиками.

1. Лукин, Е. С. Современная высокоплотная оксидная керамика с регулируемой микро-структурой. Ч. 2. Обоснование принципов выбора модифицирующих добавок, влияющих на степень спекания оксидной керамики / Е. С. Лукин // Огнеупоры и техническая керамика. – 1996. – № 5. – С. 2–13.

2. Захаров, А. И. Основы технологии керамики. Микроструктура, свойства и принципы получения керамических изделий / А. И. Захаров, Г. М. Сурков // Стекло и керамика. – 2000. – № 4. – С. 12–16.

3. Toyohiko, Y. Room and High Temperatue Mechanical Properties of 2D-Alumina Fiber Reinforced Alumina Composite Fabricated By Hot-Pressing / Y. Toyohiko, L. Pengyuan, I. Masamitsu // Proc. of the 5 Int. Conf. HT CMC5, Publ. by Amer. Cer. Soc., Seattle, 2005. – Seattle, USA, 2005. – P. 247–252.

4. Андриевский, Р. А. Наноструктурные материалы / Р. А. Андриевский, А. В. Рагуля. – М.: Академия, 2005. – 192 с.

5. Жолудев, Д. С. Обоснование использования керамики на основе оксида алюминия с помощью изучения ее механических свойств / Д. С. Жолудев, С. С. Григорьев, П. Е. Панфилов, Д. В. Зайцев // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 3. С. 520–526.

6. Тарасова, С. В. Корундовая керамика для головок эндопротезов тазобедренного сустава: автореф. дис. … кандидат технических наук / С. В. Тарасова. – М., 2003. – 16 c.

7. Высокопористые волокнистые наполнители и модификаторы композиционных материалов / Т. М. Ульянова [и др.] // Пористые проницаемые материалы: технологии и изделия на их основе. – Минск: Диатех, 2011. – С. 384–393.

8. Амелина, О. Д. Разработка бесспековой технологии вакуумплотной корундовой керамики группы ВК100 для нужд электронной техники: автореф. дис. … кандидат технических наук / О. Д. Амелина. – М., 2016. – 17 с.

9. Mashimo, T. High pressure phase transformation of corundum (α-Al2O3) observed under shock compression / T. Mashimo, K. Tsumoto, K. Nakamara // Geophys. Res. Lett. – 2000. – Vol. 27, № 14. – Р. 2021–2024. https://doi.org/10.1029/2000gl008490

10. Грег, С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / С. Грег, К. Синг. – М.: Мир, 1984. – 306 с.

11. Уманский, Я. С. Рентгенография металлов и полупроводников / Я. С. Уманский. – М.: Металлургия, 1969. – 265 с.

12. Ulyanova, T. M. Investigation of Nanostructured Oxides: Synthesis, Structure and Properties / T. M. Ulyanova, N.P. Krut’ko, P. A. Vityaz, L. V. Titova // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. – 2010. – Vol. 10. – P. 2107–2112. https://doi.org/10.1166/jnn.2011.3138

13. Аlumina ceramics modified by nanostructured AL2O3–MgO whiskers / A. Ph. Ilyushchenko [et al.] // Proceedings of the European Congress and Exibition on Advanced Materials and Processes «Euro PM–2013», Chalmers University of Technology, Gothenburg (Sweden). –2013. – P. 13106 –13111.