Revealing specific features of structure formation in composites based on nanopowders of synthesized zirconium dioxide

Abstract

EN: Peculiarities of formation of microstructure in composites based on chemically synthesized zirconium nanopowders obtained by the method of decomposition from fluoride salts were considered. Hydrofluoric acid, concentrated nitric acid, aqueous ammonia solution, metallic zirconium, and polyvinyl alcohol were used. It was established that the reduction of porosity in nanopowders in the sintering process is the main problem in the formation of high-density materials.

Analysis of various initial nanopowders, their morphology, and features of sintering by the method of hot pressing with direct transmission of electric current was made. Peculiarities of obtaining the composites based on them with the addition of Al2O3 nanopowders applying the electric sintering method were considered. It was shown that the increase in the content of alumina nano additives leads to an increase in strength and crack resistance of the samples due to simultaneous inhibition of abnormal grain growth and formation of a finer structure with a high content of tetragonal phase.

UA: Розглянуто особливості формування мікроструктури композитів на основі синтезованих хімічним способом методом розкладу з фторидних солей нанопорошків діоксиду цирконію. При цьому було використано фтороводневу кислоту, концентровану азотну кислоту, водний розчин аміаку, металевий цирконій, полівініловий спирт. Встановлено, що зменшення пористості нанопорошків в процесі спікання є головним завданням на шляху формування високощільних матеріалів.

Проведено аналіз різних вихідних нанопорошків, їх морфології та особливостей спікання методом гарячого пресування з прямим пропусканням електричного струму. Розглянуто особливості отримання композитів на їх основі з добавками нанопорошків Al2O3 при використанні методу електроспікання. Показано, що збільшення вмісту нанодобавок оксиду алюмінію призводить до підвищення міцності і тріщиностійкості зразків за рахунок одночасного стримування аномального росту зерен та формування більш дрібної структури з високим вмістом тетрагональної фази.