Розмір шрифта:
ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ТВЕРДОГО РОЗЧИНУ НА ОСНОВІ ZRO2 В ПРИСУТНОСТІ КОМПЛЕКСНОГО СТАБІЛІЗАТОРУ
Остання редакція: 2023-05-26
Анотація
Метою роботи є дослідження можливості використання для ТБП складно-композиційної кераміки
на основі ZrO2, комплексно легованого сумішшю оксидів РЗЕ ітрієвої підгрупи.
Для дослідження обрано порошки складу ( ваг %): 70 М-ZrO2 + 30 ВК. ВК – це суміш оксидів РЗЕ
ітрієвої підгрупи, складу ( ваг.%): 13,3 Y2O3, 1,22 Tb4O7; 33,2 Dy2O3; 8,9 Ho2O3; 21,8 Er2O3; 1,86 Tm2O3;
12,5 Yb2O3; 0,57 Lu2O3; сумарний вміст інших оксидів – 6,65 (у тому числі 3,2 Al2O3).
Сучасні дослідження по створенню нових матеріалів керамічного шару ТБП пов’язані з
використанням нанокристалічних порошків на основі ZrO2. В них утворення тетрагонального твердого
розчину на основі ZrO2 проходить в інтервалі 700 – 850оС. Для визначення впливу дисперсності вихідного
порошку ZrO2 на фазові перетворення суміші складу ( ваг %): 70 М-ZrO2 + 30 ВК в процесі термічної
обробки при 800 °С використано два порошки М-ZrO2: нанокристалічних гідротермальний порошок та
дрібнозернистий порошок, що випускається промисловістю. Суміші готували керамічним методом та
випалювали при 800 °С протягом 2 – 18 год. Відбір проб здійснювався через кожні 2 години. Для
дослідження властивостей сумішей використано методи рентгенофазового та мікроструктурного
аналізів. Визначено, що утворення Т-ZrO2 розпочинається після витримки …….год. Морфологія
порошків змінюється топологічно безперервно, процес термічної обробки супроводжується спіканням
порошків.
Одержані результати буде використано при створенні керамічного шару ТБП, нанесеного методом
електронно-променевого випаровування-конденсації (атомно-молекулярного осадження парів в вакуумі
(EB-PVD)
на основі ZrO2, комплексно легованого сумішшю оксидів РЗЕ ітрієвої підгрупи.
Для дослідження обрано порошки складу ( ваг %): 70 М-ZrO2 + 30 ВК. ВК – це суміш оксидів РЗЕ
ітрієвої підгрупи, складу ( ваг.%): 13,3 Y2O3, 1,22 Tb4O7; 33,2 Dy2O3; 8,9 Ho2O3; 21,8 Er2O3; 1,86 Tm2O3;
12,5 Yb2O3; 0,57 Lu2O3; сумарний вміст інших оксидів – 6,65 (у тому числі 3,2 Al2O3).
Сучасні дослідження по створенню нових матеріалів керамічного шару ТБП пов’язані з
використанням нанокристалічних порошків на основі ZrO2. В них утворення тетрагонального твердого
розчину на основі ZrO2 проходить в інтервалі 700 – 850оС. Для визначення впливу дисперсності вихідного
порошку ZrO2 на фазові перетворення суміші складу ( ваг %): 70 М-ZrO2 + 30 ВК в процесі термічної
обробки при 800 °С використано два порошки М-ZrO2: нанокристалічних гідротермальний порошок та
дрібнозернистий порошок, що випускається промисловістю. Суміші готували керамічним методом та
випалювали при 800 °С протягом 2 – 18 год. Відбір проб здійснювався через кожні 2 години. Для
дослідження властивостей сумішей використано методи рентгенофазового та мікроструктурного
аналізів. Визначено, що утворення Т-ZrO2 розпочинається після витримки …….год. Морфологія
порошків змінюється топологічно безперервно, процес термічної обробки супроводжується спіканням
порошків.
Одержані результати буде використано при створенні керамічного шару ТБП, нанесеного методом
електронно-променевого випаровування-конденсації (атомно-молекулярного осадження парів в вакуумі
(EB-PVD)
Ключові слова
термобар’єрні покриття; середньоентропійна оксидна кераміка; діоксид цирконію; оксиди рідкоземельних елементів; легування оксидами іттрієвої підгрупи; комплексне легування ZrO2
Посилання
Nandi A. and Ghosh S. Advanced Multi-layered Thermal Barrier Coatings. An Overview Journal of Materials
Science Research and Reviews. 2019. 2(3), P. 1-17, Article no. JMSRR.45533. DOI: 10.9734/JMSRR/2019/45533
Ke Rena Qiankun Wanga, Gang Shao, Xiaofeng Zhao, Yiguang Wang. Multicomponent high-entropy zirconates
with comprehensive properties for advanced thermal barrier coating. Scripta Materialia. 2020. Vol. 178, No.15. P.
382-386. DOI:10.1016/j.scriptamat.2019.12.006 Dudnik E.V. S.N. Lakiza, I.N. Hrechanyuk, A.K. Ruban,V.P. Redko, I.O. Marek, V.B. Shmibelsky, A.A.
Makudera, N.I. Hrechanyuk. Thermal barrier coatings based on ZrO2 solid solutions. Powder Metall. Met. Ceram.
2020. Vol. 59, No. 3-4. Р. 179-200. DOI: 10.1007/s11106-020-00151-8
Science Research and Reviews. 2019. 2(3), P. 1-17, Article no. JMSRR.45533. DOI: 10.9734/JMSRR/2019/45533
Ke Rena Qiankun Wanga, Gang Shao, Xiaofeng Zhao, Yiguang Wang. Multicomponent high-entropy zirconates
with comprehensive properties for advanced thermal barrier coating. Scripta Materialia. 2020. Vol. 178, No.15. P.
382-386. DOI:10.1016/j.scriptamat.2019.12.006 Dudnik E.V. S.N. Lakiza, I.N. Hrechanyuk, A.K. Ruban,V.P. Redko, I.O. Marek, V.B. Shmibelsky, A.A.
Makudera, N.I. Hrechanyuk. Thermal barrier coatings based on ZrO2 solid solutions. Powder Metall. Met. Ceram.
2020. Vol. 59, No. 3-4. Р. 179-200. DOI: 10.1007/s11106-020-00151-8
Повний текст:
PDF