ВПЛИВ СТЕХІОМЕТРІЇ НА КОНТАКТНУ ВЗАЄМОДІЮ ДІОКСИДУ ЦИРКОНІЮ З РОЗПЛАВАМИ МЕТАЛІВ

Анотація

Як сполука перехідного металу діоксид цирконію може втрачати кисень, утворюючи нестехіометричні фази. Стехіометрія впливає на властивості матеріалу, тому було досліджено змочування діоксиду цирконію інертними металами (Cu, Ni, Sn, Ge, Ag, Pt) і сплавами (Cu–Ga, Cu–Ge, Cu–Ni) в умовах, коли високий ступінь дефіциту кисню у діоксиді цирконію забезпечувався завдяки контакту з розплавом активного металу (такого як Cu–Ti, Ni–Ti, Ti). Встановлено, що інертні метали змочують нестехіометричний діоксид цирконію. Цей ефект був пояснений наступним чином. Дефіцит кисню можна розглядати як надлишок цирконію; цей надлишковий цирконій розчиняється у металевому розплаві, і при зміні складу розплаву змінюються й поверхневі властивості розплаву. Оскільки цирконій є активним металом, адгезія розплаву до оксиду підвищується. Для випадку нікелю мікроструктурні дослідження виявили на міжфазній межі метал–оксид нікель-цирконієві інтерметаліди, що підтвердило взаємодію між розплавом нікелю та цирконієм з підкладки. Термодинамічні розрахунки показали, що подібні процеси цілком можливі. Також розглядалися тонкі плівки. Виявлено, що плівки Pt, Pd та Ni на стехіометричному діоксиді цирконію збираються в острівці при температурах, набагато нижчих, ніж температура плавлення відповідних металів, а на нестехіометричному діоксиді цирконію плівки залишаються суцільними. Це також можна пояснити хімічною взаємодією плівки та підкладки.