Введение к работе
Актуальность темы. Проблемы создания технологий, материалов и изучения их свойстч всегда имели чрезвычайно важное значение в развитии научно-технического прогресса. Созданные в последние десятилетия керамические оксидные и нее.хиднне материалы находят все большее применение в технике в качестве конструкционных и инструментальных изделий.
В настоявее время керамика на основе диоксида циркония аанимаеі -.ЦййіііігьїіліС. ксгт". .*,""."" ^оряи""ткик материалов. Это об'яьняеісл прегде вс?го т?м, «"> пп сплкненив l «иы.',»*-; керамическими материалами, такими, как нитрид кремния и карбид кремния . диоксид циркония, упрочненный вследствие превращения, обладает более высокой прочностью и вязкостью при комнатной .температуре.
Для обеспечения этих уникальных свойств керамики необходимо получить высококачественный метериал обладавший высокой плотностью, однородной структурой с заданным размером зерна.
Первостепенную роль в этой связи играет технология'получения керамических материалов. Кинетика спекания и конечные свойства спеченного керамического материала существенно зависят, как от. свойств исходного поровга, из которого сформована заготовка, так и от технологических факторов формования и условий спекания.
кктуальными являются исследования физики процессоЕ
Формирования структуры керамики, которая определяется
технологическими приемами ее получения. изучение
физики преэрачен.чй в материалах, установление основных
закономерностей формирования свойств материалов от
технологических факторов и микроструктуры.
Для получения высокопрочной керамики на основе 2гОг используют дисперсные и ультрадисперсные порошки, изготавливаемые различными методами. Поронки полученные методом плазмохимического синтеза вызывают ловыиенный интерес,благодаря таким достоинствам, лак высокая степень чистоты,равномерное рагпределение компонентов в многокомпонентных системах, субмикрокный размер зерен. Однако низкие технологические показат.ели ( низкая насыпная плотность, большой разброс по размерам и Форме частиц ") таких пороиков, как и многих других, сдерживают их «ирокое
-4-.
использование в качестве исходного сырья.
Анализ литературных данных показывает, что большинство псроаков выпускаемых отечественной промышленностью не соответствует требованиям, пред'являвшім к исходному сырью. И при их использовании для изготовления конструкционной керамики для достижения необходимых свойств спеченного изделия требуется лі.бо применение дополнительных способов по улучшению строения исходного порошка, либо использование специальных технологических приемов формования и спекания.
Поэтому разработка технологии получения конструкционной керамики с высокими прочностными характеристиками из порошков с низкими технологическими характеристиками является актуальной задачей.
Исходя из сказанного, определена цель диссертационной работы -изучение формирования микроструктуры и фазового состава. Физико-механических свойств керамики двух систем ( ZrOi -УгС3 и ZrOi - УгС3- flL203 ) из плазмохимичесь.іх порошков со слокной морфологией после спекания в вакууме.
Основные положения, выносимые на защиту.
І.Совокупность экспериментальных данных о влияниии технологических параметров формования и спекания на структурное состояние и механические свойства керамик ZrOa - YjOs и' Zr02 - Yj05 - н1.г03 .
2. Спекание в вакууме позволяет направленно в мироких
пределах из'менять микроструктуру материала, меняя тем самым
высокотемпературные свойства керамики на основе ZrO^.
3. Способ высокотемпературного спекания керамики на основе
Zr02 с зіісокими механическими свойствами из пороикоз с
произвольным морфологическим строением.
Научная новизна. В работе впервые проведены исследования высокотемпературного спекания в вакууме л высокотемпературной деформаций керамик Zr02 - V^Oj и ZrCa - Y20j - AL20j .
Показано, что высокотемперртурным спеканием в вакууме возможно получение плотной керамики с высокими механическими свойствами.
Варьируя параметры спекания ( температура, время выдераки ) момно регулировать размер зерна керамики от 0.5 до 5.5 мкм, меняя тйм самым высокотемпературные свойства.
Показане, что кинетика спекания при высокой температуре не
зависит от характеристик" исходного сырья.
Определены оптимальнае режимы формования и спекания керамик 1тЪг - Чг03 и Zr02 - V^O, - ftL20, , .
Исследования внеокотемператшмой деформации показали, что керамика не содеркит гаких дефектов как поры и трещины дг з после высокой степени деформации Г до f'X ) при этом такие не происходит падения механических -'арактеристик.
Практическая ценность. На основании проведениях исследований «и«А~с>дс:і '*<"!"» рнелкотемператирного спекания в вакууме, для лолучениз іїїісонпплотннх керамически;: ::лт"Г"а"пв нл «сние. 1. .3; с высокими механическими характеристиками. ич 'гьзроакйв с произвольным морфологическим отроением. Полученные в - данной работе результати по кинетике спекания и высокотемпературной деформации керамических материалов на основе Zr02 могут быть успевно использованы в практических; целях.
Разработанная технология спекания иоает использоваться при изготовлении керамических материалов конструкционного и инструментального назначения.
Япробация работы. Основные- результаті, диссертации доложены на 2-ои сьезде Керамического обцества СССР ( г.Москва. 1391 г. ), на Научно - технической конференции " Пути повышения качества и надежности деталей из порошковых материалов " (г.Варна;;', 1351г.), на Научно - технической конференции " Перспективные методы получения конструкционных материалов и покрытий, повывающих долгоьечность деталей мавин " ( г.Волгоград, 1931г.), на ' Россяйско - китайском симпозиуме " Актуальные проблемы современного материаловедения " і г.Москва - г.Томск, 1932 г. ), на Международном семинаре-выстивкг СйОЙИТ- 93 (г.Томск, 1333 г.), на России кой конференции " Получение, .свойства и примєкеї г энергонасыщенных УДП металлов и их соединений ". ( г.Томск, 1333г. ), на отраслевом совещании по " Проблемам -и перспективам развития ТНХК ", ( г.Томск, 1994г. ).
Публикаций. Материалы диссертации опубликованы в 3 работах. .
Структура и обьем работы. Диссертациг состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка цитируемой литературы С ИЗ наименований ), иие?т обций обьеи 182 страниц», содержит 101 страницу машинописного текста, 59 рисунков и 13 таблиц.
