The object of research, development or design (in Russian) : Образцы керамики

The object of research, development or design (in Kazakh) : Керамика үлгілері

Aim of work (in Russian) : Разработка технологии и исследование закономерностей консолидации керамики на основе ZrO2, полученной методами искрового плазменного спекания (SPS-метод) и вакуумного спекания, изучение влияния количества вводимой добавки на процессы спекания, структуру и свойства синтезированного материала с улучшенными физико-механическими свойствами.

Aim of work (in Kazakh) : Ұшқынды плазмалық күйдіру (SPS әдісі) және вакуумдық күйдіру арқылы алынған ZrO2 негізіндегі керамиканың консолидациясы технологиясын жасау және заңдылықтарын зерттеу, күйдіру процестеріне енгізілген қоспа мөлшерінің әсерін, жақсартылған физикалық және механикалық қасиеттеріне ие синтезделген материалдың құрылымы мен қасиеттерін зерттеу.

Методы исследования (на русском) : Методы искрового плазменного спекания (SPS-метод) и вакуумного спекания

Методы исследования (на казахском) : Ұшқынды плазмалық күйдіру (SPS әдісі) және вакуумдық күйдіру

Obtained results and novelty (in Russian) : Проведено изучение кристаллических форм образцов керамики на основе ZrO2. Порошки смешивали в пропорции: 85 масс. % 6YSZ + 10 масс. % Al2O3 + 5 масс. % HfO2. Выявлена закономерность формирования структуры политипов и полиморфов. Степень структурных упорядочений, рассчитанных на основе изменения соотношения площадей дифракционных рефлексов и фона составила ~ 51 %. Определены фазовые составляющие образцов. Проведено исследование фазовых полиморфных превращений керамических образцов ZrO2, в результате внешних воздействий. Установлен оптимальный режим термической обработки образцов керамики в вакууме (1600 °С).

Obtained results and novelty (in Kazakh) : ZrO2 негізіндегі керамика үлгілерінің кристалдық формалары зерттелді. Ұнтақтар келесі қатынаста араластырылды: 85 масс. % 6YSZ + 10 масс. % Al2O3 + 5 масс. % HfO2. Политиптер мен полиморфтар құрылымының қалыптасу заңдылықтары анықталды. Дифракциялық рефлекстер мен фон аудандарының арақатынасының өзгерісі негізінде есептелген құрылымдық реттелу деңгейі шамамен 51%-ды құрады. Үлгілердің фазалық құрамдары анықталды. Сыртқы әсерлер нәтижесінде керамикалық ZrO2 үлгілерінің фазалық полиморфты түрленуін зерттеу жүргізілді. Керамика үлгілерін вакуумда термоөңдеудің оңтайлы режимі анықталды (1600 °С).

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : По результатам рентгено-флуоресцентного анализа химического состава порошковой смеси для последующего спекания (6YSZ – Al2O3 – HfO2) установлено следующее содержание: Zr (81 %), Al (8,7 %), Y (5,7 %), Hf (3,5 %) и не большие примеси Fe, Ni, Cr и Zn. По результатам изучения влияния добавок стабилизаторов Al2O3 и HfO2 на процессы структурообразования состава 85 масс. % 6YSZ + 10 масс. % Al2O3 + 5 масс. % HfO2, установлено, что модифицирующие добавки в сочетании с термической обработкой в вакууме способствуют увеличению дефектности структуры, сохранению ее мелко-зернистости и улучшению физико-механических свойств. Установлен оптимальный режим термической обработки образцов керамики в вакууме (1600 °С). При этой температуре спекания кажущаяся плотность экспериментального образца составляет 5,8 г/см3, что соответствует 96% от теоретической величины, открытая пористость при этом 0,19 %, водопоглощение 0,07 %, микротвердость 12,1 ГПа, а трещиностойкость достигает значения K1C=6,0 МПа√м.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Рентгенофлуоресценттік талдау нәтижелері бойынша 6YSZ – Al2O3 – HfO2 қоспасының химиялық құрамы келесідей: Zr (81%), Al (8,7%), Y (5,7%), Hf (3,5%) және аз мөлшерде Fe, Ni, Cr, Zn қоспалары. 85 масс. % 6YSZ + 10 масс. % Al2O3 + 5 масс. % HfO2 құрамы негізінде Al2O3 және HfO2 стабилизатор қоспаларының құрылым қалыптастыру процестеріне әсерін зерттеу нәтижелері бойынша, модификациялаушы қоспалар вакуумда термиялық өңдеумен бірге құрылымның ақаулығын арттыруға, оның ұсақ түйірлігін сақтауға және физика-механикалық қасиеттерін жақсартуға ықпал ететіні анықталды. Керамика үлгілерін вакуумда термоөңдеудің оңтайлы режимі анықталды (1600 °С). Осы күйдіру температурасында эксперименттік үлгінің тығыздығы 5,8 г/см³ құрайды, бұл теориялық мәннің 96%-ына сәйкес келеді. Ашық кеуектілік 0,19%, су сіңіру 0,07%, микроқаттылығы 12,1 ГПа, ал жарықшақтылық көрсеткіші K₁C = 6,0 МПа√м-ге жетеді.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Оптимальное время выдержки при максимальной температуре спекания керамики составляет 2 часа, температура - 1600 °С. Плотность спеченной керамики частично стабилизированного ZrO2 после термообработки при 1400 °С соотвествует значению 5,40±0,05 г/см3 и приобретает максимальное значение при температуре обжига 1600 °С (5,82±0,01 г/см3), что составляет 96% от теоретической величины.

Efficiency (in Kazakh) : Керамикалық күйдірудің максималды температурасында оңтайлы ұстау уақыты - 2 сағат, температура - 1600 ° C. 1400 °С температурада термоөңделген жартылай тұрақтандырылған ZrO₂ керамикасының тығыздығы 5,40±0,05 г/см³ болып, күйдіру температурасы 1600 °С болғанда максималды мәнге жетті (5,82±0,01 г/см³), бұл теориялық мәннің 96%-ын құрайды.

Field of application (in Russian) : Производство керамики

Field of application (in Kazakh) : Керамика өндірісі