Звіт про науково-дослідну роботу: „ Вивчення фазових співвідношень і властивостей утворюваних фаз в багатокомпонентних тугоплавких оксидних системах Al2O3–ZrO2–NiO і Al2O3–TiO2–Y2O3 та створення наукових основ розробки нових високотехнологічних керамічних матеріалів конструкційного та медичного призначення.

Abstract

ОБ’ЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ - тугоплавкі оксидні сполуки, їх взаємодія та властивості, технологія виготовлення матеріалів на їх основі. МЕТА РОБОТИ - дослідження фазових співвідношень та побудова діаграм стану потрійних тугоплавких оксидних систем, що вміщують оксиди Al2O3, ZrO2, NiO та Y2O3; вивчення особливостей створення з нанокристалічних порошків композитів у системі ZrO2–Y2O3–CeO2–Al2O3–СоО як наукової основи для розробки нових матеріалів функціонального та конструкційного призначення, зокрема керамічних оксидних паливних комірок, біоімплантатів та конструкційної кераміки. Вперше на основі систематичних досліджень фазових рівноваг побудовано діаграму стану системи Al2O3–ТіO2–Y2O3 у вигляді ізотермічних перерізів діаграм стану при 1400 та 1550 °С, проекцій поверхонь ліквідусів та солідусу, діаграми плавкості та схеми реакцій при кристалізації сплавів. Вперше побудовано діаграму стану подвійної системи ZrО2–NiO та ізотермічні перерізи діаграми стану системи Al2O3−ZrО2–NiO при 1250 та 1550 °С. Потрійних сполук, а також областей потрійних твердих розчинів в системі не виявлено. Побудовані діаграми стану є новим довідниковим матеріалом, необхідним для створення сучасних технологій одержання матеріалів конструкційного та функціонального призначення. Вперше комбінованим методом гідротермального синтезу / механічного змішування одержано нанодисперсні порошки на основі ZrO2 системи ZrO2Y2O3CeO2Al2O3СоО та на основі Al2O3 системи Al2O3–ZrO2(Y2O3,СеО2); визначено особливості зміни фізико-хімічних властивостей порошків при термічній обробці в інтервалі 400–1450 оС. Встановлено особливості спікання ZTA-композитів, одержаних з порошків, термічно оброблених при різних температурах. Вперше встановлено, що СоAl2O4 не знижує стабільність композитів на основі ZrO2 до низькотемпературної деградації властивостей. Одержані порошки на основі ZrO2 використано для створення заготовок для ювелірних виробів, а порошки на основі Al2O3 - для вироблення кілець ущільнювачів насосів на наповнювачів керамічної броні. КЛЮЧОВІ СЛОВА: ФАЗОВІ РІВНОВАГИ, ОКСИДИ ЦИРКОНІЮ, ІТРІЮ, ТІТАНУ, АЛЮМІНІЮ, НІКЕЛЮ, КОБАЛЬТУ, ГІДРОТЕРМАЛЬНИЙ СИНТЕЗ, МЕХАНІЧНЕ ЗМІШУВАННЯ, НАНОРОЗМІРНІ ПОРОШКИ, КОЛЬОРОВА КЕРАМІКА, ZTA-КОМПОЗИТИ.