Preparation, microstructure and properties of ceramic composite based on stabilized zirconium oxide

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A pore-free ceramic composite [88ZrO2-11CeO2-Y2O3]/La0.85Y0.15Al11O18/Al2O3 with a matrix based on zirconium dioxide stabilized with cerium and yttrium oxides, filled with layered particles of lanthanum hexaaluminate and reinforced with aluminum oxide nanofibers, was obtained. The components of the composite were synthesized by the sol-gel method, with the exception of aluminum nanofibers obtained by electric explosion. The phase composition, microstructure and properties of the composite were studied depending on the combined influence of stabilizing additives and aluminum oxide nanofibers obtained by different methods. The composite is intended to be used as a ceramic material for structural and instrumental purposes.

About the authors

A. Yu. Bugaeva

Institute of Chemistry, Federal Research Center “Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences”

Email: bugaeva-ay@chemi.komisc.ru

L. Yu. Nazarova

Institute of Chemistry, Federal Research Center “Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences”

E. M. Tropnikov

Institute of Geology, Federal Research Center “Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences”

D. A. Shushkov

Institute of Geology, Federal Research Center “Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences”

A. A. Utkin

Syktyvkar State University named after Pitirim Sorokin

Yu. I. Ryabkov

Institute of Chemistry, Federal Research Center “Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences”

References

  1. Анциферов В.Н., Анциферова И.В. // Вестн. ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. 2015. Т. 17. №2. С. 66.
  2. Шуклина А.И., Альмяшева О.В. // ЖНХ. 2022. Т. 67. №6. С. 843. doi: 10.31857/S0044457X22060216
  3. Shuklina A. I., Almjasheva O. V. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. Vol. 67. N 6. P. 904. doi: 10.1134/S0036023622060201
  4. Гусев А.И., Ремпель А.А. Нанокристаллические материалы. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2000. 224 с.
  5. Keyvani A., Bahamirian M., Esmaeili B. // Ceram. Int. 2020. Vol. 46. N 13. P. 21284. doi: 10.1016/j.ceramint.2020.05.219
  6. Sirotinkin V., Podzorova L., Il'icheva A. // Mater. Chem. Phys. 2022. Vol. 277. P. 125496. doi: 10.1016/j.matchemphys.2021.125496
  7. Ёров Х.Э., Баранчиков А.Е., Кискин М.А., Сидоров А.А., Иванов В.К. // Коорд. хим. 2022. Т. 48. № 2. С. 98. doi: 10.31857/s0132344x22020013
  8. Yorov Kh.E., Baranchikov A.E., Kiskin M.A., Sidorov A.A., Ivanov V.K. // Russ. J. Coord. Chem. 2022. Vol. 48. P. 89. doi: 10.1134/s1070328422020014
  9. Грищенко Д.Н., Голуб А.В., Курявый В.Г., Шлык Д.Х., Медков М.А. // ЖНХ. 2021. T. 66. № 10. C. 1497. doi: 10.31857/s0044457x21100068
  10. Grishchenko D.N., Golub A. V., Kuryavyi V.G., Shlyk D.Kh., Medkov M.A. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. Vol. 66. N 10. P. 1592. doi: 10.1134/S0036023621100065
  11. Подзорова Л.И., Ильичева А.А., Пенькова О.И., Антонова О.С., Баикин А.С., Сиротинкин В.П. // Неорг. матер. 2021. Т. 57. № 2. С. 203. doi: 10.31857/S0002337X2102010X
  12. Podzorova L.I., Il'icheva A.A., Pen'kova O.I., Antonova O.S., Baikin A.S., Sirotinkin V.P. // Inorg. Mater. 2021. Vol. 57. N 2. P. 192. doi: 10.1134/S0020168521020102
  13. Смирнов В.В., Смирнов С.В., Оболкина Т.О., Антонова О.С., Гольдберг М.А., Баринов С.М. // Докл. АН. Химия, науки о материалах. 2020. Т. 494. С. 37. doi: 10.31857/S268695352005012X
  14. Smirnov V.V., Smirnov S.V., Obolkina T.O., Antonova O.S., Goldberg M.A., Barinov S.M. // Doklady Chem. 2020. Vol. 494. N 2. P. 159. doi: 10.1134/S0012500820100043
  15. Viazzi C., Bonino J.P., Ansart F., Barnabé A. // J. Alloys Compd. 2008. Vol. 452. N 2. P. 377.
  16. Вольхин В.В., Жарныльская А.Л., Казаков Д.А., Леонтьева Г.В. // Изв. вузов. Сер. хим. и хим. технол. 2010. Т. 53. № 7. С.3.
  17. Порозова С.Е., Кульметьева В.Б., Поздеева Т.Ю., Шоков В.О. // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2020. № 4. С. 4. doi: 10.17073/1997-308X-2020-4-4-13
  18. Porozova S.E., Kul'met'eva V.B., Pozdeeva T.Y., Shokov V.O. // Russ. J. Non-Ferr Met. 2021. Vol. 62. N 2. P. 226. doi: 10.3103/S1067821221020103
  19. Duangsupa C., Kulkov S.N. // J. Adv. Res. Dyn. Control Syst. 2020. Vol. 12. N 4. P. 733.
  20. Бакрадзе М.М., Доронин О.Н., Артеменко Н.И., Стехов П.А., Мараховский П.С., Столярова В.Л. // ЖНХ. 2021. Т. 66. №5. С. 695. doi: 10.31857/S0044457X21050032
  21. Bakradze M.M., Doronin O.N., Artemenko N.I., Stekhov P.A., Marakhovskii P.S., Stolyarova V.L. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. Vol. 66. N 5. P. 789. doi: 10.1134/S003602362105003X
  22. Naga S.M., Elshaer M., Awaad M., Amer A.A. // Mater. Chem. Phys. 2019. Vol. 232. P. 23. doi: 10.1016/j.matchemphys.2019.04.055
  23. Kurapova O.Y., Shugurov S.M., Savelev D.A., Konakov V.G., Lopatin S.I., Vasil'eva E.A. // Ceram. Int. 2021. Vol. 47. N 8. P. 11072. doi: 10.1016/j.ceramint.2020.12.230
  24. Федоренко Н.Ю., Калинина М.В., Мякин С.В., Хамова Т.В., Ефимова Л.Н., Шилова О.А. // Материаловедение. 2021. № 11. С. 41. doi: 10.31044/1684-579X-2021-0-11-41-48
  25. Fedorenko N.Yu., Kalinina M.V., Myakin S.V., Khamova T.V., Efimova L.N., Shilova O.A. // Inorg. Mater. Appl. Res. 2022. Vol. 13. N 4. P. 1005. doi: 10.1134/S207511332204013X
  26. Oladipo Lawal S., Takahashi Yu., Nagasawa H., Tsuru T., Kanezashi M. // J. Solgel Sci. Technol. 2022. Vol. 104. P. 566. doi: 10.1007/s10971-022-05800-5
  27. Гегузин Я.Е. Физика спекания. М.: Наука, 1984. 312 с.
  28. Kern F., Gommeringer A. // J. Ceram. Sci. Technol. 2018. Vol. 9. N 1. P. 93. doi: 10.4416/JCST2017-00046
  29. Fujii T., Muragaki H., Hatano H., Hirano S. // Ceram. Trans. 1991. Vol. 22. P. 693.
  30. Pfeifer S., Demirci P., Duran R., Stolpmann H. // J. Eur. Ceram. Soc. 2016. Vol. 36. N 3. P. 725. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2015.10.028
  31. Yuan L.-J., Zhang P.-J., Zuo F., Luo R.-X., Guo Z.-L., Plucknett K.P., Jiang B.-B., Nie G.-L., Meng F., Valca'rcel-Jua'rez V., Maitre A., Lin H.-T. // J. Eur Ceram. Soc. 2021. Vol. 41. N 1. P. 706. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2020.08.026
  32. Шевченко В.Я., Баринов С.М. Техническая керамика. М: Наука, 1993. 187с.
  33. Wang L., Yan J., Zhang R., Li Y., Shen W., Zhang J., Zhong M., Guo Sh. // ACS Appl. Mater. Interfaces 2021. Vol. 13. N 8. P. 9875. doi: 10.1021/acsami.0c20854
  34. Betz U., Sturm A. Loeffler J.F. Wagner W., Wiedenmann A., Hahn H. // Nanostruct. Mater. Vol. 12. N 5-8. 1999. P. 689.
  35. Дудкин Б.Н., Бугаева А.Ю., Зайнуллин Г.Г. // Изв. Коми НЦ УрО РАН. № 2(6). 2011. С. 19.
  36. Messing G.L., Kumagai M. // J. Am. Ceram. Soc. 1989. Vol. 72. N 1. P. 40. doi: 10.1111/j.1151-2916.1989.tb05950.x
  37. Гордеев Ю.И., Абкарян А.К., Зеер Г.М., Лепешев А.А. // Вестн. СибГАУ. №3(49). 2013. С. 174.
  38. Пахомов Н.А. Научные основы приготовления катализаторов: введение в теорию и практику. Новосибирск: СО РАН, 2011. 262 с.
  39. Moraes M.C., Elias C.N., Filho J.D., Oliveira L.G. // Mater. Res. 2004. N 7. P. 643. doi: 10.1590/s1516-14392004000400021
  40. Tekeli S. // J. Alloys Compd. 2005. Vol. 391. P. 217. doi: 10.1016/j.jallcom.2004.08.084
  41. Arun A, Kumar K., Chowdhury A. // J. Mater. Res. 2022. Vol. 37. P. 1953. doi: 10.1557/s43578-022-00792-y
  42. Ferreira Coutinho I., Cipriano da Silva P., Pessanha Moreira L., Strecker K., Rodrigues Pais Alves M.F., Dos Santos C. // J. Mech. Behav. Biomed. Mater. Vol. 129. N 17. P. 105171. doi: 10.1016/j.jmbbm.2022.105171
  43. Дудкин Б.Н., Кривошапкин П.В. // Коллоид. ж. 2008. Т. 70. № 1. С. 26
  44. Dudkin B.N., Krivoshapkin P.V. // Colloid J. 2008. Vol. 70. N 1. P. 20. doi: 10.1134/S1061933X08010043
  45. Назаренко О.Б., Ильин А.П., Тихонов Д.В. Электрический взрыв проводников. Получение нанопорошков металлов и тугоплавких неметаллических соединений. LAP Lambert Academic Publishing, 2012. 284 с.
  46. Kraus W., Nolze G. // J. Appl. Cryst. 1996. Vol. 29. P. 301. doi: 10.1107/S0021889895014920
  47. Belsky A., Hellenbrandt M., Karen V.L., Luksch P. // Acta Crystallogr. (B). 2002. Vol. 58. N 3. P. 364. doi: 10.1107/s0108768102006948
  48. Егоров-Тисменко Ю.К. Кристаллография. М.: КДУ, 2005. 592 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences