Вибори директора
  1. Головна
  2. Структура
  3. Матеріалознавство порошкових та композиційних матеріалів і покриттів
  4. 25. Відділ фізико-хімії і технології тугоплавких оксидів
  5. Рубан О.К.
  6. Публікація

Низькотемпературна фазова стабільність матеріалів системи ZrO2—Y2O3—СеО2, одержаних після термічної обробки вихідних порошків при 850 °С

І.О.Марек 1*,
 
О.В.Дуднік 1,
 
В.А.Винар 2,
 
В.П.Редько 1,
 
О.К.Рубан 1
 

1 Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України , Київ
2 Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАНУ, Львів
Mega_marekira@ukr.net

Usp. materialozn. 2023, 7:50-60
https://doi.org/10.15407/materials2023.07.005

Анотація

Низькотемпературну фазову стабільність матеріалів системи ZrO2—Y2O3—СеО2 досліджено методом прискореного старіння в гідротермальних умовах (витримка 14 год). Показано, що інтенсивність фазового перетворення Т-ZrO2 → М-ZrO2 при старінні визначається кількістю кисневих вакансій внаслідок присутності Y2O3 у складі твердого розчину на основі ZrO2 та поруватістю матеріалів. Підвищенню фазової стабільності сприяє збільшення вмісту СеО2 у складі твердого розчину на основі ZrO2 відповідно до призначення матеріалів та формування їх регулярної мікроструктури в процесі мікроструктурного проєктування.


Завантажити повний текст

ФАЗА М-ZRO2, НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНА ФАЗОВА СТАБІЛЬНІСТЬ, ПРОЦЕС СТАРІННЯ, СИСТЕМА ZRO2—Y2O3—CEO2, ТВЕРДИЙ РОЗЧИН НА ОСНОВІ ZRO2

Посилання

1. Hannink, H. J. (2000). Transformation toughening in zirconia-containing ceramics. Amer. Ceram. Soc., Vol. 83 (3), pp. 461—487. doi: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2000.tb01221.x

2. Gremillard, L., Martin, L., Zych, L., Crosnier, E., Chevalier, J., Charbouillot, A., Sainsot, P., Espinouse, J., Aurelle, J.-L. (2013). Combining ageing and wear to assess the durability of zirconia-based ceramic heads for total hip arthroplasty. Acta Biomaterialia, Vol. 9, pp. 7545—7555. doi: https://doi.org/10.1016/j.actbio.2013.03.030

3. Ramesh, S., Sara, Lee K. Y., Tan, C. Y. (2018). A review on the hydrothermal ageing behaviour of Y-TZP ceramics. Ceram. Int., Vol. 44, is. 17, pp. 20620— 20634. doi: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.08.216

4. Deville, S., Gremillard, L., Chevalier, J., and Fantozzi, G. (2005). A critical comparison of methods for the determination of the aging sensitivity in biomedical grade yttriastabilized zirconia. J. Biomed. Mater. Res. B, Vol. 72, pp. 239—245. doi: https://doi.org/10.1002/jbm.b.30123

5. Harada, K., Shinya, A., Gomi, H., Hatano, Y., Shinya, A., and Raigrodski, A. J. (2016). Effect of accelerated aging on the fracture toughness of zirconias. J. Prosthet. Dent., Vol. 115, pp. 215—223. doi: https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2015.08.020

6. Deville, S., Chevalier, J., Gremillard, L. (2006). Influence of surface finish an dresidual stresse sonthea ging sensitivity of biomedical grade zirconia. Biomaterials, Vol. 27, pp. 2186—2192. doi: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2005.11.021

7. Youkang, Y., Jinyang, X., Min, J., Linfeng, L., Ming, Ch. (2023). Review article a critical review on sintering and mechanical processing of 3Y-TZP ceramics. Ceramics Int., Vol. 49, pp. 1549—1571. doi:  https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.10.159

8. Conde, P. H., Prado, Ol., Dapieve, K. S., Bastos-Campos, T. M., Valandro, L. F., Marques de Melo, R. (2022). Effect of hydrothermal and mechanical aging on the fatigue performance of high-translucency zirconias. Dental Mater., Vol. 38, pp. 1060—1071. doi:  https://doi.org/10.1016/j.dental.2022.04.021

9. Марек І.О., Рубан О.К., Редько В.П., Даниленко М.І., Корній С.А., Дуднік О.В. Фізико-хімічні властивості нанокристалічних порошків системи ZrO2— Y2O3—CeO2, одержаних гідротермальним методом. Порошкова металургія. 2019. № 3/4. С. 3—12.

10. Марек І.О., Дуднік О.В., Корній С.А., Редько В.П., Даниленко М.І., Рубан О.К. Вплив термічної обробки в інтервалі 400—1300 °С на властивості нанокристалічних порошків системи ZrO2—Y2O3—CeO2. Порошкова металургія. 2021. № 7/8. С. 3—15.

11. Chevalier, J., Gremillard, L., Deville, S. (2007). Low-temperature degradation of zirconia and implications for biomedical implants. Annu. Rev. Mater. Res., Vol. 37, pp. 1—32. doi: https://doi.org/10.1146/annurev.matsci.37.052506.084250

12.Заводинский В.Г. Исследование механизма фазовой стабильности диоксида циркония, легированного магнием и кальцием. Перспективные материалы. 2005. № 2. С. 5—9.

13. Ping, L., I-Wei, Ch., James, P.-H.E. (1994). Effect of dopants on zirconia stabilization — an X-ray absorption study: I. Trivalent dopants. J. Amer. Ceram. Soc., Vol. 77, No. 1, pp. 118—128.

14. Ping, L., I-Wei, Ch., James, P.-H. E. (1994). Effect of dopants on zirconia stabilization — an X-ray absorption study: II. Tetravalent dopants. J. Amer. Ceram. Soc., Vol. 77, No. 5, pp. 1281—1288.

15. Jiang, Sh., Huang, X., He, Zh., Buyers, A. (2018). Phase transformation and lattice parame-ter changes of non-trivalent rare earth-doped YSZ as a function of temperature. JME-PEG, Vol. 27, pp. 2263—2270. doi: https://doi.org/10.1007/s11665-018-3159-3

16. Shannon, R. D. (1976). Revised effective ionic-radii and systematic studies of interatomic dis-tances in halides and chalcogenides. Acta Crystallogr., Vol. A32, pp. 751—767. doi: https://doi.org/10.1107/ S0567739476001551

17. Manicone, P. F., Lommetti, P. R., Raffaelli, L. (2007). An overview of zirconia ceramics: Basic properties and clinical applications. J. Dentistry, Vol. 35, pp. 819— 826.  doi: https://doi.org/10.1016/j.jdent. 2007.07.008

Публікації