Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Skład fazowy kompozytu Y-TZP/ZrO2 a temperatura

Wojteczko Kamil, Wojciechowski Kamil, Bućko Mirosław M., Haberko Krzysztof

Materiały Ceramiczne

2020

T. 72, nr 2

123--131

Przygotowano mieszaninę nanometrycznego proszku roztworu stałego Y2O3 (8% mol.) w ZrO2 z sub-mikrometrowym proszkiem czystego ZrO2. Oba proszki różniły się nie tylko wielkością cząstek, lecz również ich kształtem. Pierwszy składał się z cząstek izometrycznych otrzymanych przez hydrotermalną obróbkę (240 °C, 4 h) współstrąconego żelu Y2O3-ZrO2 w środowisku wody destylowanej. Taka sama technika krystalizacji, lecz w środowisku wodnego roztworu NaOH (4M) zastosowana w przypadku czystego żelu ZrO2 prowadziła do krystalizacji wydłużonych cząstek dwutlenku cyrkonu. Średni skład mieszaniny obu proszków odpowiadał zawartości 3% mol Y2O3. Charakterystyka proszków polegała na pomiarze ich powierzchni właściwej, obserwacji pod transmisyjnym mikroskopem elektronowym i rozpoznaniu składu fazowego metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Tę ostatnią metodę zastosowano do rozpoznania zmian składu fazowego wyprasek mieszaniny proszków podczas ich ogrzewania w piecu dylatometru. Pomiary skurczu wyprasek wykazały istotną różnicę w zachowaniu się mieszaniny obu proszków i nanometrycznego proszku 8% mol. Y2O3-ZrO2. Obserwacje pod skaningowym mikroskopem elektronowym spieków wykazały obecność relatywnie dużych ziaren wywodzących się z wydłużonych cząstek czystego ZrO2 w osnowie sub-mikrometrycznych cząstek wyjściowego roztworu stałego Y2O3 w ZrO2. Analiza EDS wykazała większą zawartość itru w tych pierwszych niż w drugich. Podjęto próbę wyjaśnienia tego zjawiska.

Mixture of the powders essentially differing of their particles morphology and size were applied to prepare polycrystals in the Y2O3-ZrO2 system. The yttria-zirconia solid solution nanometric powder of Y2O3 concentration of 8 mol% was prepared by the hydrothermal treatment of the yttria-zirconia co-precipitated gel at 240 °C for 4 h in distilled water. The pure zirconia gel was also subjected to the hydrothermal treatment but in this case in NaOH aqueous solution (4 M). The latter procedure resulted in the sub-micrometric elongated particles. The mean final composition of the mixture corresponded to 3 mol% Y2O3 content. Phase composition of the powders was characterised by the measurements of their specific surface area and by the X-ray diffraction. The latter method was useful to follow phase changes during sintering of the powder mixture using compacts heat treated in the dilatometer furnace. The dilatometric measurement revealed essential difference of the shrinkage run vs. temperature of the powder mixture and the nanometric yttria-zirconia solid solution powder. The SEM micrographs show existence of the relatively large grains surrounded by the sub-micrometric matrix. The latter originating from the nanometric Y2O3-ZrO2 show lower yttria concentration than the former ones. An attempt of explanation of this behaviour is presented.

Otrzymywanie granatu itrowo-glinowego metodą spiekania reakcyjnego z wykorzystaniem zarodkowania heterogenicznego

Stan Magdalena, Wojciechowski Kamil, Lach Radosław, Haberko Jakub, Bućko Mirosław M.

Materiały Ceramiczne

2019

T. 71, nr 1

25--35

W niniejszym artykule przedstawiono nową metodę otrzymywania granatu itrowo-glinowego, wykorzystującą spiekanie reakcyjne z zarodkowaniem fazy granatu heterogenicznymi nanometrycznymi cząstkami α-Al2O3. Pierwszym krokiem było otrzymanie prekursorów tlenku glinu i tlenku itru poprzez ich wytrącenie z roztworów azotanów (odpowiednio glinu i itru) za pomocą węglanu amonu, a następnie wyprażenie prekursora tlenku itru w temperaturze 700 °C, natomiast prekursor tlenku glinu poddano obróbce hydrotermalnej w 130 °C przez 2 h. Dwie stechiometryczne względem Y3Al5O12 mieszaniny otrzymanych proszków były homogenizowane przez 30 minut w środowisku o pH = 12, następnie zostały wysuszone. W jednej mieszaninie 10% obj. hydrotermalnie otrzymanego składnika glinowego zastąpiono nanoproszkiem α-Al2O3 w celu wywołania efektu zarodkowania. Homogeniczne mieszaniny proszkowe zostały zaprasowane pod ciśnieniem 300 MPa i spieczone w cyklu obejmującym spiekanie swobodne w temperaturach 1130-1675 °C, a w przypadku próbek spiekanych w najwyższej temperaturze dodatkowe zagęszczanie HIP w 1600 °C. Skład fazowy wytworzonych proszków i spieków został określony za pomocą analizy XRD, natomiast mikrostruktura tych ostatnich została przedstawiona na obrazach SEM. Dodatkowo wykonano analizę DSC-TG otrzymanych proszków prekursorów. Reakcja w stanie stałym pomiędzy prekursorami tlenku itru i tlenku glinu prowadziła do otrzymania granatu itrowo-glinowego. Wykorzystanie zarodkowania heterogenicznego pozwoliło na uzyskanie wyższego zagęszczenia otrzymywanych materiałów niż w przypadku próbek niezarodkowanych, zarówno podczas spiekania swobodnego, jak i po doprasowaniu izostatycznym na gorąco i wytworzenie w pełni zagęszczonego materiału.

This article presents a new method of obtaining yttrium-aluminium garnet, which uses reaction sintering with nucleation using heterogeneous nanometric α-Al2O3 particles. The first step was to obtain alumina and yttria precursors by precipitating them from nitrate solutions (aluminium and yttrium, respectively) with ammonium carbonate followed by calcination of the yttrium oxide precursor at 700 ° C, while the aluminium oxide precursor was hydrothermally treated at 130 °C for 2 h. Two stoichiometric mixtures with respect to Y3Al5O12 of the obtained powders were homogenized for 30 minutes in an environment of pH = 12, then they were dried. In one mixture, 10 vol.% of the hydrothermal aluminium component was replaced by α-Al2O3 nanopowder to induce nucleation. Homogeneous powder mixtures were pressed at a pressure of 300 MPa and sintered in a cycle consisting of natural sintering at temperatures of 1130-1675 °C and additional HIP densification at 1600 °C in the case of samples sintered at the highest temperature. The phase composition of the produced powders and sinters was determined by XRD analysis, while the microstructure of the latter was shown in SEM images. In addition, DSC-TG analysis of the obtained precursor powders was performed. The solid state reaction between the yttrium oxide and alumina precursors led to the yttrium-aluminium garnet. The use of heterogeneous nucleation allowed for a higher density of obtained materials than for non-nucleated samples, both during free sintering and after hot isostatic pressing, and production of fully dense material.