ЦИРКОНАТ КАЛЬЦИЯ, СПОСОБЫ СИНТЕЗА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ И ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ЕГО ОСНОВЕ (ОБЗОР). ЧАСТЬ 1: СПОСОБЫ СИНТЕЗА ЦИРКОНАТА КАЛЬЦИЯ

Борис Лазаревич Красный – доктор технических наук, генеральный директор ООО «НТЦ «Бакор», Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Николай Александрович Макаров – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой химической технологии керамики и огнеупоров, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (РХТУ им. Д. И. Менделеева), Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Константин Игоревич Иконников – кандидат технических наук, руководитель исследовательского центра специальной керамики ООО «НТЦ «Бакор», Москва, Россия. E-mail: konst@ntcbakor.
Дмитрий Олегович Лемешев – кандидат технических наук, доцент кафедры химической технологии керамики и огнеупоров, декан факультета технологии неорганических веществ и высокотемпературных материалов, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (РХТУ им. Д. И. Менделеева), Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Дмитрий Дмитриевич Бернт – кандидат физико-математических наук, ученый секретарь ООО «НТЦ «Бакор», Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Анна Львовна Галганова – заместитель начальника исследовательского центра специальной керамики ООО «НТЦ «Бакор», Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Анастасия Сергеевна Сизова – научный сотрудник исследовательского центра специальной керамики ООО «НТЦ «Бакор», Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Олег Игоревич Родимов – научный сотрудник ООО «НТЦ «Бакор», Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

1. Nadler M. R., Fitzsimmons E. Preparation and Properties of Calcium Zirconate // Journal of the American Ceramic Society. 1955. V. 38, No. 6. P. 214 – 217. URL: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1955.tb14932.x
2. Резницкий Л. А., Гузей А. С. Термодинамические свойства титанатов, цирконатов и гафнатов щелочноземельных металлов // Успехи химии. Вып. 2. 1978, Т. XLVII. С. 177 – 211.
3. Du Y., Jin Z., Huang P. Thermodynamic calculation of the zirconia–calcia system // Journal of the American Ceramic Society. 1992. V. 75, No. 11. P. 3040 – 3048. URL: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1992.tb04384.x
4. Phase equilibria diagrams [Электронный ресурс]. URL: https://ceramics.org/publications-resources/phase-equilibrium-diagrams (дата обращения: 25.04.2023).
5. Iano R. G. Temperature and atmosphere influence during combustion synthesis of metal oxide (nano) powders // Habilitation Thesis. Politehinca university of Timisoara. Faculty of industrial chemistry and environmental engineering. Timisoara. 2015. P. 105.
6. Koopmans H. J. A., Van de Velde G. M. H., Gellings P. J. Powder neutron diffraction study of the perovskites CaTiO3 and CaZrO3 // Acta Crystallogr. 1983. No. 39. P. 1323 – 1325. URL: https://doi.org/10.1107/S0108270183008392
7. Hou T. I., Kriven W. M. mechanical properties and microstructure of Ca2SiO4–CaZrO3 composites // Journal of the American Ceramic Society. 1994. V. 77, No. 1. P. 65 – 72. URL: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1994.tb06958.x
8. Rog G., Dudek M., Kozlowska-Rog A., Bucko M. Calcium zirconate: preparation, properties and application to the solid oxide galvanic cells // Electrochimica Acta. 2002. V. 47, No. 28. P. 4523 – 4529. URL: https://doi.org/10.1016/S0013-4686(02)00540-6
9. Serena S., Sainz M. A., Caballero A. Corrosion behavior of MgO/CaZrO3 refractory matrix by clinker // Journal of the European Ceramic Society. 2004. V. 24, No. 8. P. 2399 – 2406. URL: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2003.07.007
10. Stolen S., Grande T., Allan N. L. Chemical thermodynamics of materials // Macroscopic and microscopic aspects. Wiley: Hoboken. NJ, 2004. P 104–105
11. Moure C., Pena O. Recent advances in perovskites: processing and properties // Progress in Solid State Chemistry. 2015. V.43, No. 4. P. 123 – 148. URL: https://doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2015.09.001
12. Galuskin E. V., Gazeev V. M., Armbruster T., et al. Lakargiite CaZrO3: a new mineral of the perovskite group from the North Caucasus, Kabardino-Balkaria, Russia // American Mineralogist. 2008. V. 93, No. 11–12. P. 1903 – 1910. URL: https://doi: 10.2138/am.2008.2900
13. Iwahara H., Yajima T., Hibino T., et al. Protonic conduction in calcium, strontium and barium zirconates // Solid State Ion. 1993. V. 61, No. 1 – 3. P. 65 – 69. URL: https://doi.org/10.1016/0167-2738(93)90335-Z
14. Шуменко В. Н., Коленкова В. А., Дорохина М. Н. Взаимодействие бадделеита с окисью и карбонатом кальция // Изв. ВУЗ. Цвет. Мет. 1974. No. 3. С. 96 – 100.
15. Келер Э.К., Година Н.А. О реакциях взаимодействия в твердых фазах двуокиси циркония с окисями магния кальция и бария // Огнеупоры. 1953. No. 9. С. 416 – 426.
16. Бойс Г. В., Гиндин Е. И., Михайлова Н. А. и др. Взаимодействие ZrO2 с карбонатами щелочноземельных металлов // Неорганические Материалы. 1976. Т. 12, No. 3. С. 456 – 460.
17. Dudek M., R?g G., Bogusz W. Calcium zirconate as a solid electrolyte for electrochemical devices applied in metallurgy // Materials Science-poland. 2006. V. 24, No. 1. P. 253 – 260.
18. Fischer W. A., Janke D., Schulenburg M. Keramische eigenschaften von calciumzirkonat bei temperaturen bis 1600 ?C // Archiv f?r das Eisenh?ttenwesen. 1976. V. 47, No. 1. P. 51 – 56. URL: https://doi.org/10.1002/srin.197603777
19. Brown R. R., Bennington K. O. Thermodynamic properties of calcium zirconate (CaZrO3) // Thermochimica Acta. 1986. V. 106. P. 183 – 190. URL: https://doi.org/10.1016/0040-6031(86)85130-9
20. Jacob K. T., Waseda Y. Gibbs energy of formation of orthorhombic CaZrO3 // Thermochimica Acta. 1994. V. 239. P. 233 – 241. URL: https://doi.org/10.1016/0040-6031(94)87070-5
21. Jonas S., Nadachowski F., Szwagierczak D. A new nonsilicate refractory of low thermal expansion // Ceramics International. 1998. V. 24, No. 3. P. 211 – 216. URL: https://doi.org/10.1016/S0272-8842(97)00004-7
22. Hwang S. C., Choi G. M. The mixed ionic and electronic conductivity of CaZrO3 with cation nonstoichiometry and oxygen partial pressure // Solid State Ionics. 2008. V. 179, No. 21 – 26. P. 1042 – 1045. URL: https://doi.org/10.1016/j.ssi.2007.11.034
23. Hwang S. C., Choi G. M. The effect of cation nonstoichiometry on the electrical conductivity of CaZrO3 // Journal of the European Ceramic Society. 2005. V. 25, No. 12. P. 2609 – 2612. URL: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2005.03.111
24. Schaff?ner S., Aneziris C. G., Berek H., et al. Fused calcium zirconate for refractory applications // Journal of the European Ceramic Society. 2013. V. 33, No. 15–16. P. 3411 – 3418. URL: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2013.07.008
25. Jahn C., Schaff?ner S., Ode C., et al. Investigation of calcium zirconate formation by sintering zirconium dioxide with calcium hydroxide // Ceramics International. 2018 V. 44, No. 10. P. 11274 – 11281. URL: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.03.172
26. Li M., Gehre P., Aneziris C. G. Investigation of calcium zirconate ceramic synthesized by slip casting and calcinations // Journal of the European Ceramic Society. // 2013. V. 33, No. 10. P. 2007 – 2012. URL: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2013.02.010
27. Калинкин А. М., Балякин К. В., Калинкина Е. В. Кинетические и термодинамические закономерности образования CaZrO3 при спекании диоксида циркония с карбонатом кальция // Журнал общей химии. 2012. Т. 82, № 11. С. 1761 – 1768. DOI: 10.1134/S1070363212110011
28. Калинкин А. М., Балякин К. В., Калинкина Е. В. Кинетика двухстадийного механохимического синтеза цирконата кальция в системе CaCO3–ZrO2 // Журнал общей химии. 2013. Т. 83, № 8. С. 1247 – 1257. DOI: 10.1134/S1070363213080021
29. Kalinkin A. M., Nevedomskii V. N., Kalinkina E. V., Balyakin K. V. Milling assisted synthesis of calcium zirconate CaZrO3 // Solid State Sci. 2014. V. 34. P. 91 – 96. DOI: 10.1016/j.solidstatesciences.2014.06.002
30. Красный Б. Л., Иконников К. И., Галганова А. Л., Родимов, О. И. Синтез и спекание огнеупорного цирконата кальция для высокотемпературной службы в контакте с титаном и сплавами на его основе // Цветные металлы. 2022. № 1. С. 49 – 55. URL: https://doi.org/ 10.17580/tsm.2022.01.06
31. Красный Б. Л., Иконников К. И., Галганова А. Л., Родимов О. И. Перспективные огнеупорные материалы для плавки и спекания сплавов на основе титана и других переходных металлов. Часть I. Синтез цирконата кальция для керамических изделий // Новые огнеупоры. 2022. № 2. С. 7 – 11. URL: https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-2-7-11
32. Пат. 2782658 РФ. Способ получения огнеупорного материала из цирконата кальция / Б. Красный, К. Иконников, А. Галганова; заявл. 01.12.2021; опубл. 31.10.2022, Бюл. № 31. 18 с.
33. Соколов В. А., Горбаненко М. А., Лисафин А. Б., Гаспарян М. Д. Выбор плавильного агрегата для производства плавленого диоксида циркония // Новые огнеупоры. 2020. № 12. С. 3 – 9. URL: https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-12-3-9
34. Stoch P., Szczerba J., Lis J., et al. Crystal structure and ab initio calculations of CaZrO3 // Journal of the European Ceramic Society. 2012. V. 32, No. 3. P. 665 – 670. URL: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2011.10.011
35. Song Q., Liang T., Qian K., et al. Corrosion resistance of calcium zirconate crucible to titanium-copper melts // Journal of the European Ceramic Society. 2022. V. 42, No. 7. P. 3321 – 3331. URL: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2022.02.011
36. Deng Pat. CN 1420103. Method for producing electric smelting calcium zirconate / Z. Song, Q. Li, D. Ma, J. Wen, F. Yuan, S. Deng; Application 27.12.2001; Publication 22.06.2005.
37. Schaff?ner S., Aneziris C. G., Berek H., et al. Investigating the corrosion resistance of calcium zirconate in contact with titanium alloy melts // Journal of the European Ceramic Society. 2015. V. 35, No. 1. P. 259 – 266. URL: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2014.08.031
38. Schaff?ner S., Fruhstorfer J., Fa?auer C., et al. Influence of in situ phase formation on properties of calcium zirconate refractories // Journal of the European Ceramic Society. 2017. V. 37, No. 1. P. 305 – 313. URL: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2016.08.017
39. Angers R., Tremblay R., Chaklader A. C. D. Formation of CaZrO3 by solid-state reaction between CaO and ZrO2 // Journal of the European Ceramic Society. 1972. V. 55, No. 8. P. doi: 10.1111/j.1151-2916.1972.tb11327.x
40. Huang Z., Li F., Jiao C., et al. Molten salt synthesis of La2Zr2O7 ultrafine powders // Ceramics International. 2016. V. 42, No. 5. P. 6221 – 6227. URL: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.01.004
41. Li Z., Lee W. E., Zhang S. Low-temperature synthesis of CaZrO3 powder from molten salts // Journal of the American Ceramic Society. V. 90, No. 2. P. 364 – 368. URL: https://doi/abs/10.1111/j.1551-2916.2006.01383.x
42. Fazli R., Fazli M., Golestani-Fard F., Mirhabibi A. The effects of raw materials particle size and salt type on formation of nano-CaZrO3 from molten salts // Ceramics International. 2012. V. 38, No. 7. P. 5775 – 5781. URL: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.04.024
43. Fazli R., Fazli M., Safaei-Naeini Y., et al. Chemical Synthesis of Pure and Gd-doped CaZrO3 Powders The effects of temperature, holding time and salt amount on formation of nano CaZrO3 via molten salt method // Ceramics International. 2012. V. 38, No. 7. P. 5363 – 5368. doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.03.043
44. Fazli R., Golestani-Fard F. The effects of processing parameters on molten salt synthesis of CaZrO3 nano-powders using oxide precursors // Powder Technology. 2014. V. 257. P. 149 – 155. URL: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2014.02.058
45. Varma A., Mukasyan A. S., Rogachev A. S., Manukyan K. V. Solution combustion synthesis of nanoscale materials // Chemical Reviews. 2016. V. 116, No. 23. P. 14493 – 14586. DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00279
46. Patil K. C., Hegde M. S., Rattan T., Aruna S. T. Chemistry of nanocrystalline oxide materials. N.Y. etc.: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd, 2008. 364 p.
47. Gonenli I. E., Tas A. C. Chemical synthesis of pure and Gd-doped CaZrO3 powders // Journal of the American Ceramic Society. 1999. V. 19, No. 13–14. P. 2563 – 2567. URL: https://doi.org/10.1016/S0955-2219(99)00130-2
48. Ianos R., Barvinschi P. Solution combustion synthesis of calcium zirconate, CaZrO3, powders // Journal of the American Ceramic Society. 2010. V. 183, No. 3. P. 491 – 496. URL: https://doi.org/10.1016/j.jssc.2009.12.015
49. Limsay R. H., Tayade R. A., Talwatkar C. B., et al. Solution Combustion Synthesis of CaZrO3 using mixed Fuel // International Journal of Modern Physics B. 2010. V. 24, No. 31. P. 6107 – 6113. URL: https://doi.org/10.1142/S0217979210056153
50. Krishnan V., Fergus J. W. Effects of dispersant addition on the synthesis of indium-doped calcium zirconate by coprecipitation techniques // Journal of Materials Science. 2007. V. 42, No. 15. P. 6117 – 6122.
51. Hernandez-Sanchez B. A., Tuttle B. A. Oxalate coprecipitation synthesis of calcium zirconate and calcium titanate powders // Sandia National Laboratories. Albuquerque, 2009.
52. Riman R., Suchanek W. L., Lencka M. M. Cristallisation hydrothermale de ceramiques // Annales de Chimie Science des Mat?riaux. 2002. V. 27, No. 6. P. 15 – 36.
53. Kutty T. R. N., Vivekanandan R., Philip S. Precipitation of ultrafine powders of zirconia polymorphs and their conversion to MZrO3 (M = Ba, Sr, Ca) by the hydrothermal method // Journal of Materials Science. 1990. V. 25, No. 8. P. 3649 – 3658.
54. Xu F.-Q., Xiong F., Zhang Q.-F., et al. On Preparation of CaZrO3 Powder by Hydrothermal Synthesis Method // Journal of Inorganic Materials. 2007. V. 22, No. 1. P. 163 – 166.
55. Macedo W. D., Souza A. E., Santos G. T. A., et al. Microwave-assisted hydrothermal synthesis followed by heat treatment // Ceramics International. 2018. V. 44, No. 1. P. 953 – 958. URL: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.10.028
56. Rogojan R., Andronescu E., Iliescu I., et al. Synthesis and characterization of calcia stabilized zirconia nano-powder, obtained by sol - gel method // Romanian journal of materials. 2011. V. 43, No. 3. P. 240 – 247.
57. Yu T., Chen C. H., Chen X. F., et al. Fabrication and characterization of perovskite CaZrO3 oxide thin films // Ceramics International. 2004. V. 30, No. 7. P. 1279 – 1282. URL: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2003.12.037
58. Dudek M., Drozdz-Ciesla E. Some observations on synthesis and electrolytic properties of nonstoichiometric calcium zirconate // Journal of Alloys and Compounds. 2009. V. 475, No. 1–2. P. 846 – 854. URL: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.08.020
59. Dudek M. Usefulness of gel-casting method in the fabrication of nonstoichiometric CaZrO3-based electrolytes for high temperature application // Materials Research Bulletin.2009. V. 44, No. 9. P. 1879 – 1888. URL: https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2009.05.008
60. Liu B., Lin X., Zhu L., et al. Fabrication of calcium zirconate fibers by the sol-gel method // Ceramics International. 2014. V. 40, No. 8. P. 12525 – 12531. URL: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2014.03.025
61. Gionea A., Andronescu E., Voicu G., et al. Influence of hot isostatic pressing on ZrO2-CaO dental ceramics properties // International Journal of Pharmaceutics. 2016. V. 510, No. 2. P. 439 – 448. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2015.10.044.