Курсовая работа: Влияние условий осаждения на фазообразование прекурсоров и керамики на основе недопированного диоксида циркония

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................... 3
2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.................................................................... 5
2.1. Явление полиморфизма в диоксиде циркония................................... 5
2.2. Твердые растворы замещения на основе диоксида циркония............. 7
2.2.1. Тетрагональные твердые растворы на основе ZrO₂...................... 9
2.2.2. Кубические твердые растворы на основе ZrO₂............................ 10
2.3. Диаграммы состояния оксидных систем......................................... 11
2.3.1. Двухкомпонентные системы.................................................... 11
2.3.2. Трехкомпонентные системы на основе диоксида циркония........ 16
2.4. Кристаллизация метастабильных твердых растворов.
Правило ступеней Оствальда.................................................................. 17
2.5. Методы направленной кристаллизации прекурсоров на основе диоксида циркония 19
2.5.1. Золь-гель синтез....................................................................... 19
2.5.2. Гидротермальный синтез......................................................... 20
2.6. Керамика на основе диоксида циркония.......................................... 21
2.6.1. Современные методы спекания................................................... 21
2.6.2. Искровое плазменное спекание (SPS)........................................... 21
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.......................................................... 24
3.1. Синтез, сушка и прокаливание образцов......................................... 24
3.2. Методы исследования. СТА, РФА, лазерная
седиментография (PSD-анализ), pH-метрическое титрование................... 25
4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.................................................. 28
4.1. pH-метрическое титрование........................................................... 28
4.2. Данные синхронного термического анализа (СТА).......................... 30
4.3. Данные рентгенофазового анализа (РФА)....................................... 32
4.4. Данные PSD-анализа...................................................................... 35
5. ВЫВОДЫ........................................................................................... 38
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.......................................................................... 39

• Введение

Диоксид циркония (ZrO₂) и материалы на его основе широко используются для изготовления огнеупорных керамических материалов, пьезокерамики, термобарьерных покрытий в авиационной и ракетно-космической технике, порошковых композиций и др. Керамика на основе кубических твердых растворов ZrO₂ при повышенных температурах обладает кислородно-ионной проводимостью, поэтому используется в качестве твердых электролитов в различных электрохимических установках. Для применения в медицине (имплантаты, зубные коронки) используют керамику на основе тетрагональных твердых растворов.
Разработка современных керамических материалов на основе диоксида циркония с заданными характеристиками требует проведения фундаментальных исследований, связанных с процессами агломерации, избыточной поверхностной энергии и последовательностью фазовых превращений в системах различной дисперсности. Возможность расширения области существования метастабильных фаз, в