The influence of zirconium dioxide nanoadditives on the properties of mullite-corundum

Анотація

Проаналізовано вплив нанодобавок діоксиду цирконію, частково стабілізованого Y₂O₃, на матрицю Al₂O₃–SiO₂ при гарячому пресуванні методом електроконсолідації. Досліджено мікроструктуру, яку отримано при різних складах та режимах спікання. Встановлено, що введення нанопорошку ZrO₂–3 мол.% Y₂O₃ підвищує тріщиностійкість спечених зразків не тільки за рахунок трансформаційного переходу тетрагональної фази до моноклінної, а також через утворення твердого розчину з оксидом алюмінію на міжфазних межах. Починаючи з температури 1400 °С відбувається повне ущільнення з утворенням безпористих композитів при збереженні наноструктури. При цій температурі також починається витвір муліту з фазами кристобаліту. Велика кількість термоциклів робить можливим застосування даного композиційного матеріалу як кріогенного. Виготовлення муліткорундових композитів з добавками нанопорошків ZrO₂–3 мол.% Y₂O₃ методом електроконсолідації дало змогу досягти високої в’язкості руйнування K_1C = 14,5 МПа·м^1/2 та твердості HV₁₀ = 14 ГПа. Ці результати свідчать про відмінні механічні властивості матеріалу, що розширює можливості його застосування.