Способ получения двухслойной композиционной керамики на основе диоксида циркония, обладающей запасом пластичности и высокими значениями твердости и износостойкости
диоксид циркония керамика композиционная керамика двухслойная керамика
Изобретение относится к способам получения высокопрочных и износостойких композиционных керамик на основе диоксида циркония, стабилизированного в тетрагональной фазе, обладающих запасом пластичности при комнатных температурах и повышенной стойкостью к низкотемпературной деградации. Изобретение может быть использовано при изготовлении изделий конструкционного и медицинского назначений, подверженных механическим и трибологическим нагрузкам, в том числе, во влажной атмосфере (режущий инструмент, фильеры, волоки, подшипники, импланты и др.). Для получения двухслойной композиционной керамики готовят две порошковые смеси с весовыми соотношениями: 1) ZrO2:CaO:Al2O3 = 92,1:2,9:5; 2) ZrO2:CaO:Al2O3:SiO2 = 90,17:2,85:4,9:2,08. Смеси последовательно подвергают жидкому помолу в планетарной мельнице и усушке в печи при температуре 80 °С. Затем смеси послойно укладывают в пресс-форму так, чтобы толщина слоя, не содержащего SiO2 (смесь № 1), не превышала 10 % от толщины второго слоя (смесь № 2) и после спекания не превышала 200 мкм, и подвергают одноосному прессованию при давлении 500 МПа. Спекание производят в двухстадийном режиме: в течение 5 мин при температуре 1300 °С, затем в течение 4 ч при температуре 1200 °С. В полученной двухслойной композиционной керамике отсутствуют расслойные трещины, в обоих слоях более 90 % диоксида циркония находится в тетрагональной фазе, кристаллиты оксида алюминия распределены равномерно по объему матричного материала, средний размер кристаллитов ZrO2 и Al2O3 не превышает 150 нм и 200 нм соответственно. Технический результат изобретения – повышение предела прочности на сжатие (до 2,27±0,05 ГПа) и обеспечение запаса пластичности (не менее 0,16 % неупругой деформации) при комнатной температуре двухслойной керамики на основе диоксида циркония с сохранением высоких значений твердости 12,75±0,25 ГПа и низких значений интенсивности износа 4,16×10-7±0,23×10-7 мм3/Н×м поверхностного слоя.
Получение высокопрочных и износостойких композиционных керамик
Павел
Моисеев
Сергеевич
Ректор
Кандидат экономических наук
Доцент
-
-
-
-
РОССИЯ
Павел
Моисеев
Сергеевич
Ректор
РОССИЯ
29.19.04
Структура твердых тел
01.03.UK
PHYSICS, CONDENSED MATTER
Надежда
Ефремова
Юрьевна
РОССИЯ
Александр
Дмитриевский
Александрович
РОССИЯ
Григорий
Григорьев
Викторович
РОССИЯ
Владимир
Васюков
Михайлович
РОССИЯ
Петр
Овчинников
Николаевич
РОССИЯ
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
1187746579690
Петр
Мордовской
Григорьевич
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные казенные учреждения
ФГБОУ ВО "ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Г.Р. ДЕРЖАВИНА", ТГУ ИМ. Г.Р. ДЕРЖАВИНА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Г.Р. ДЕРЖАВИНА"
1026801156689
ВЛАДИМИР
СТРОМОВ
ЮРЬЕВИЧ
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные бюджетные учреждения