Представлены результаты исследования влияния различной долевой фракции стабилизирующей примеси оксида иттрия Y2O3 на микроструктуру, фазовый состав и механические свойства керамики на основе диоксида циркония ZrO2, полученной методом электронно-лучевого спекания в форвакуумной области давлений. Изучены керамики с массовым содержанием Y2O3 от 1,8 до 31,5 %. Показано, что увеличение доли Y2O3 в керамике на основе ZrO2 приводит к снижению плотности спеченной керамики, но при этом способствует стабилизации тетрагональной фазы ZrO2. Это положительно сказывается на ее прочностных характеристиках с учетом отсутствия давления в процессе спекания. Установлено, что оптимальное содержание Y2O3 для достижения высокой микротвердости (до 5,64 ГПа) составляет 15 %.
Александр Евгеньевич Петров – аспирант, кафедра физики, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия
Илья Юрьевич Бакеев – доцент, кафедра физики, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия
Алексей Александрович Зенин – доцент, кафедра физики, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия
Александр Сергеевич Климов – профессор, кафедра физики, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия
1. Dong Y., Wang X., Han Y., Yao S. Crystal structure and electrical conductivity of {(ZrO2) 0.92 (Y2O3) 0.08} 1-x (CuO) x (x = 0, 0.1, 0.2 and 0.3) // Materials Science in Semiconductor Processing. 2021. V. 130. P. 105829.
2. Yoon S., Noh T., Kim W., et al. Structural parameters and oxygen ion conductivity of Y2O3–ZrO2 and MgO–ZrO2 at high temperature // Ceramics International. 2013. V. 39(8). P. 9247 – 9251.
3. Wang Y., Hsu P. F., Wu Y. Thermal radiative properties of zirconium oxide films in the nearinfrared wavelengths // International Journal of Applied Ceramic Technology. 2022. V. 19(4). P. 2311 – 2321.
4. Guo L., Xin H., Zhang Z., et al. Microstructure modification of Y2O3 stabilized ZrO2 thermal barrier coatings by laser glazing and the effects on the hot corrosion resistance // Journal of Advanced Ceramics. 2020. V. 9. P. 232 – 242.
5. Lima R. S. Perspectives on thermal gradients in porous ZrO2-7–8 wt. % Y2O3 (YSZ) thermal barrier coatings (TBCs) manufactured by air plasma spray (APS) // Coatings. 2020. V. 10(9). P. 812.
6. Hammed M., Abbood M., Majeed S. Enhancing dental ceramic prostheses with zirconia nanocomposites: An In-Vitro study on hard tissue rehabilitation // Annales de Chimie Science des Mat?riaux. 2024. V. 48, No. 2.
7. Fedorov P. P., Yarotskaya E. G. Zirconium dioxide. Review // Condensed Matter and Interphases. 2021. V. 23, No. 2. P. 170 – 188.
8. Belli R., Hurle K., Sch?rrlein J., et al. Relationships between fracture toughness, Y2O3 fraction and phases content in modern dental yttria-doped zirconias // Journal of the European Ceramic Society. 2021. V. 41(15). P. 7771 – 7782.
9. Manicone P. F., Iommetti P. R., Raffaelli L. An overview of zirconia ceramics: basic properties and clinical applications // Journal of dentistry. 2007. V. 35, No. 11. P. 819 – 826.
10. Ji Y., Zhang X. D., Wang X. C., et al. Zirconia bioceramics as all-ceramics crowns material: A review // Rev. Adv. Mater. Sci. 2013. V. 34(2). P. 72 – 78.
11. Bocanegra-Bernal M. H., de la Torre S. D. Phase transitions in zirconium dioxide and related materials for high performance engineering ceramics // Journal of Materials Science. 2002. V. 37(23). P. 4947 – 4971.
12. Klimov A., Bakeev I., Oks E., Zenin A. Electron beam sintering of composite Al2O3–ZrO2 ceramics in the forevacuum pressure range // Coatings. 2022. V. 12(2). P. 278.
13. Klimov A., Bakeev I., Dolgova A., et al. Electron-beam sintering of Al2O3–Cr-based composites using a forevacuum electron source // Ceramics. 2022. V. 5(4). P. 748 – 760.
14. Surzhikov A. P., Frangulyan T. S., Ghyngazov S. A., et al. Electron-beam sintering of Al2O3–Cr-based composites using a forevacuum electron source sintering of zirconia ceramics by intense high-energy electron beam // Ceramics International. 2016. V. 42(12). P. 13888 – 13892.
15. Klimov A. S., Zenin А. А., Oks Е. М., et al. Electron beam sintering of ceramics // Electrotechnica&Electronica. 2014. V. 49(5–6). P. 315.
16. Chaim R., R?hle M., Heuer A. H. Microstructural evolution in a ZrO2 wt. % Y2O3 ceramic // Journal of the American Ceramic Society. 1985. V. 68(8). P. 427 – 431.
17. Stubican V. S., Hink R. C., Ray S. P. Phase equilibria and ordering in the system ZrO2–Y2O3 // Journal of the American Ceramic Society. 1978. V. 61(1–2). P. 17 – 21.
18. Pascual C., Duran P. Subsolidus phase equilibria and ordering in the system ZrO2–Y2O3 // Journal of the American Ceramic Society. 1983. V. 66(1). P. 23 – 27.
19. Mayer G. Mechanical energy dissipation in natural ceramic composites // Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 2017. V. 76. P. 21 – 29.
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
700 руб
DOI: 10.14489/glc.2025.07.pp.028-035
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
