Влияние оксида магния на микроструктуру и механические свойства керамики на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия
| Parent link: | Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия.— .— Москва: МИСиС Т. 19, № 3.— 2025.— С. 39-47 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Other Authors: | , |
| Summary: | Заглавие с экрана Проведены спекание и исследование композиционных керамических материалов на основе наноструктурированных порошков MgO-ZrO2. Диоксид циркония был дополнительно стабилизирован 3 мол.% оксидом иттрия. Применяемые нанопорошки предварительно обрабатывались методом механоактивации с помощью планетарной шаровой мельницы при частоте вращения размольных сосудов 10 Гц. В качестве мелющих тел использованы шары из диоксида циркония. Подготовленные порошки были спрессованы при давлении прессования 50, 100, 200 и 300 МПа. Полученные прессовки спекались в высокотемпературной печи при температуре 1700 °С. На подготовленной полированной поверхности спеченных образцов проведены микроструктурные исследования методом растровой электронной микроскопии. Выполнено EDX-картирование для выявления распределения элементов, установлено наличие двух фаз во всех изученных образцах. Для оценки эффективности влияния стабилизирующих добавок на полиморфное превращение диоксида циркония осуществлен рентгенофазовый анализ. В ходе исследования определены пористость материалов и ее зависимость от давления прессования и содержания оксида магния. При проведении индентирования на приборе «NanoIndenter G200» изучены механические свойства образцов - твердость по Мартенсу и модуль упругости, а в ходе Scratch-тестирования на данном оборудовании - их предел прочности на изгиб. По методу индентирования с использованием зависимости Маршала-Эванса определена трещиностойкость образцов. В ходе исследования установлено влияние добавок оксида магния на физико-механические свойства композитной керамики MgO-ZrO2 In the present work, sintering and investigation of composite ceramic materials based on nanostructured MgO-ZrO2 powders were carried out. Zirconium dioxide was additionally stabilized with 3 mol.% yttrium oxide. The nanopowders were pre-treated by mechanical activation using a planetary ball mill at a rotation frequency of 10 Hz. Zirconium dioxide balls were used as the grinding media. The prepared powders were compacted at pressing pressures of 50, 100, 200, and 300 MPa. The compacts were sintered in a high-temperature furnace at 1700 °C. Microstructural studies were performed on the polished surfaces of the sintered samples using scanning electron microscopy (SEM). EDX mapping was conducted to determine the elemental distribution, confirming the presence of two phases in all samples. To evaluate the effectiveness of stabilizing additives on the polymorphic transformation of zirconium dioxide, X-ray diffraction (XRD) analysis was performed. The porosity of the materials and its dependence on the pressing pressure and magnesium oxide content were also assessed. Mechanical properties such as Martens hardness and elastic modulus were measured using a NanoIndenter G200, while flexural strength was evaluated by scratch testing on the same device. Fracture toughness was determined by the indentation method using the Marshall-Evans approach. The influence of magnesium oxide additives on the physical and mechanical properties of the MgO-ZrO2 composite ceramics was established Текстовый файл |
| Published: |
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://doi.org/10.17073/1997-308X-2025-3-39-47 https://elibrary.ru/item.asp?id=82692523 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=681869 |