Диссертации и авторефераты Украины
Перейти на каталог
Каталог диссертаций

Я ищу:
Диссертация / Автореферат

Диссертационная работа:

Лакиза Сергій Миколайович. Діаграми стану систем Al2O3-ZrO2-Ln(Y)2O3 (Ln=лантаноїди) : Дис... д-ра наук: 02.00.04 - 2009.

Скачать диссертацию *

* Ссылка размещена на правах рекламы



Аннотация к работе:

Лакиза С.М. Діаграми стану систем Al2O3–ZrO2–Ln2O3 (Ln = лантаноїди). Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 – фізична хімія. Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, Київ, 2008.

Вперше проведено систематичне дослідження фазових рівноваг в системах Al2O3–ZrO2–Ln2O3 (Ln = La, Nd, Sm, Gd, Y, Er, Yb) у всьому інтервалі концентрацій та інтервалі температур 1250–2700 С. Діаграми стану представлено у вигляді проекцій поверхонь ліквідусу та солідусу, ізотермічних при 1250 та 1650 С та політермічних перерізів, діаграм плавкості та схем кристалізації. Взаємодія у системах характеризується відсутністю потрійних сполук та помітних областей потрійних твердих розчинів. Затвердівання сплавів завершується евтектичними реакціями. Вперше знайдено 13 квазідвофазних та 26 трифазних евтектик. Встановлені закономірності дозволили спрогнозувати будову діаграм стану систем з участю інших лантаноїдів, а також систем-аналогів Al2O3–HfO2–Ln(Y)2O3, справедливість якої підтверджено вибірковим експериментом. Зроблено спробу встановити закономірності кристалізації трифазних евтектик.

  1. Основними результатами досліджень є встановлення закономірностей взаємодії фаз у тугоплавких потрійних системах, утворених оксидами алюмінію, цирконію з оксидами лантаноїдів та ітрію в області температур 1250–2800 С. Для одержання достовірних і надійних результатів про фазові рівноваги в зазначених системах використано комплекс методів, які включають ДТА в контрольованих середовищах (500–2500 С), ТА й ПТА у повітрі в геліоустановках (1600–3000 С), піч з нагрівачами з ZrO2 до 1700 С у повітрі, гартівну піч, а також РФА, ЛРСА, хімічний аналіз, електронну та оптичну мікроскопію, петрографічні дослідження. Одержані дані використано як фізико-хімічну основу для прогнозу взаємодії у невивчених системах Al2O3–ZrO2(HfO2)–оксиди лантаноїдів та для вироблення рекомендацій про основні області застосування та типи матеріалів на основі досліджених систем.

  2. Вперше вивчено фазові рівноваги в семи потрійних системах Al2O3–ZrO2–Ln2O3, де Ln – La, Nd, Sm, Gd, Er, Yb та Y в широкому інтервалі концентрацій (0–100 %) і температур (1250–2700 С) та побудовано відповідні діаграми стану. Встановлено, що характерною рисою фазових рівноваг в усіх названих системах є відсутність в них потрійних сполук та помітних областей потрійних твердих розчинів. Характер фазових рівноваг у досліджених системах визначається діоксидом цирконію, як найбільш термодинамічно стійкою фазою. Встановлено переважно евтектичний характер взаємодії у досліджених системах. Склади однотипних трифазних евтектик при переході від La до Lu мають тенденцію до зниження вмісту ZrO2. Стабільність надструктур, що утворюються в подвійних системах ZrO2–Ln2O3, не змінюється при додаванні третього компонента. Фазові перетворення твердих розчинів на основі ZrO2 та Ln2O3 відбуваються з участю рідини за трансформаційними механізмами. Вплив електронної конфігурації лантаноїдів на характер взаємодії в системах із зростанням їх компонентності обмежується на рівні подвійних систем. Одержані результати дозволили здійснити прогнози взаємодії у всіх інших потрійних системах ряду, а також системах Al2O3–HfO2–Ln(Y)2O3. Прогнози підтверджено встановленням координат багатих на Al2O3 трифазних евтектик.

  1. Вперше визначено фазовий та хімічний склади евтектик, а також їх температури плавлення в перспективних з точки зору створення нових матеріалів областях, що прилягають до подвійних обмежуючих систем Al2O3–Ln(Y)2O3. Встановлено, що трифазні евтектики, багаті на Al2O3, кристалізуються за механізмом спряженої кристалізації фаз, що відкриває можливість одержувати композиційні матеріали методом спрямованої кристалізації. Запропоновано механізми кристалізації трифазних евтектик у вивчених системах.

  2. Відсутність в досліджених системах потрійних сполук та значних областей потрійних твердих розчинів у сукупності з переважно евтектичним характером взаємодії фаз дозволяє в кожному конкретному випадку визначити методи одержання композиційних матеріалів та окреслити перспективні області їх використання. Це, перш за все, високотемпературні конструкційні композиційні матеріали на основі спрямовано закристалізованих квазідвофазних та трифазних евтектик, матеріали для багатофазних теплозахисних покриттів (ТВС), а також матеріали для твердих електролітів (ТОПЕ, датчики кисню і т. п.).

  3. Побудова діаграм стану систем Al2O3–ZrO2–Ln2O3 відкриває можливість вивчення характеру взаємодії та побудови діаграм стану тетрарних систем Al2O3–Zr(Hf)O2–Y2O3–Ln2O3, що суттєво розширяє можливості для створення керамічних оксидних композиційних матеріалів для нових областей техніки.

Основні результати дисертації опубліковано в роботах:

  1. Лакиза С.Н. Направленно закристаллизованные эвтектики: новые перспективы для тугоплавкой оксидной керамики // Порошковая металлургия – 1990. – № 8. – С. 58–69.

  2. Лакиза С.Н., Лопато Л.М., Шевченко А.В. Взаимодействие в системе Al2O3–ZrO2–Y2O3 // Порошковая металлургия – 1994. – № 9/10. – С. 46–51.

  3. Лакиза С.Н., Лопато Л.М., Назаренко Л.В. Зайцева З.А. Поверхность ликвидуса диаграммы состояния системы Al2O3–ZrO2–Y2O3 / . // Порошковая металлургия – 1994. – № 11/12. – С. 39–43.

  4. Лакиза С.Н., Лопато Л.М., Смирнов В.П. Поверхность солидуса и фазовые равновесия при кристаллизации сплавов системы Al2O3–ZrO2–Y2O3 // Порошковая металлургия – 1995. – № 1/2. – С. 71–76.

  5. Лакиза С. Н., Лопато Л. М., Кирьякова И. Е. Политермические сечения диаграммы состояния системы Al2O3–ZrO2–Y2O3 // Порошковая металлургия – 1995. – № 11/12. – С. 74–79.

  6. Лакиза С.Н., Лопато Л.М. Метастабильные фазовые равновесия в системе Al2O3–ZrO2–Y2O3 // Порошковая металлургия – 1996. – № 11/12. – С. 51–58.

  7. Lakiza S.M., Lopato L.M. Stable and metastable phase relations in the system alumina–zirconia–yttria // J. Amer. Ceram. Soc. – 1997. – V. 80, № 4. – P. 893–902.

  8. Лакиза С.М., Лопато Л.М. Взаємодія в системі Al2O3–ZrO2–La2O3 при 1250 та 1650 С // Порошковая металлургия – 2000. – № 7/8. – С. 99–103.

  9. Лакиза С.М., Редько В.П., Лопато Л.М. Триангуляція та поверхня ліквідусу діаграми стану системи Al2O3–ZrO2–La2O3 // Порошковая металлургия – 2002. – № 11/12. – С. 80–90.

  10. Лакиза С.М., Редько В.П., Лопато Л.М. Поверхня солідусу та фазові рівноваги при кристалізації сплавів системи Al2O3–ZrO2–La2O3 // Порошковая металлургия – 2003. – № 1/2. – С. 69–76.

  11. Лакиза С.М., Редько В.П., Лопато Л.М. Політермічні перерізи діаграми стану системи Al2O3–ZrO2–La2O3 // Порошковая металлургия – 2003. – № 3/4. – С. 60–67.

  12. Лакиза С.М., Редько В.П., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3ZrO2Nd2O3. І. Ізотермічні перерізи діаграми стану при 1250 та 1650 С // Порошковая металлургия – 2003. – № 7/8. – С. 77–86.

  13. Лакиза С.М., Зайцева З.О., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Nd2O3. ІІ. Поверхня ліквідусу діаграми стану // Порошковая металлургия – 2004. – № 1/2. – С. 53–59.

  14. Лакиза С.М., Зайцева З.О., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Nd2O3. ІІІ. Поверхня солідусу та фазові рівноваги при кристалізації сплавів // Порошковая металлургия – 2004. – № 11/12. – С. 79–86.

  15. Лакиза С.М., Редько В.П., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Nd2O3. ІV. Політермічні перерізи діаграми стану // Порошковая металлургия – 2005. – № 1/2. – С. 51–59.

  16. Лакиза С.М., Лопато Л.М., Редько В.П. Поверхня ліквідусу діаграми стану системи Al2O3–ZrO2–Gd2O3 в області, що багата на Al2O3 // Доповіді НАН України – 2005. – № 4. – С. 95–99.

  17. Lakiza S.M., Lopato L.M. Phase diagram of the Al2O3–ZrO2–La2O3 system // J. Europ. Ceram. Soc. – 2005. – Vol. 25, № 8. – P. 1373–1380.

  18. Лакиза С.М., Редько В.П., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Sm2O3 І. Триангуляція та ізотермічні перерізи діаграми стану при 1250 й 1650 С // Порошковая металлургия – 2005. – № 11/12. – С. 40–48.

  19. Lakiza S., Fabrichnaya O., Wang Ch., Zinkevich M., Aldinger F. Phase diagram of the ZrO2–Gd2O3–Al2O3 system // J. Europ. Ceram. Soc. – 2006. – Vol. 26, № 3. – P. 233–246.

  20. Lakiza S., Fabrichnaya O., Zinkevich M., Aldinger F. On the phase relations in the ZrO2–YO1,5–AlО1,5 system // J. Alloys and Comp. – 2006. – Vol. 420. – P. 237–245.

  21. Лакиза С.М., Зайцева З.О., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Sm2O3 ІІ. Поверхня ліквідусу діаграми стану // Порошковая металлургия – 2006. – № 3/4. – С. 28–35.

  22. Lakiza S.M., Lopato L.M. Phase diagram of the Al2O3–ZrO2–Nd2O3 system // J. Europ. Ceram. Soc. – 2006. – Vol. 26. – P. 3725–3732.

  23. Fabrichnaya O., Lakiza S., Wang Ch., Zinkevich M., Levi C.G., Aldinger F. Thermodynamic database for the ZrO2–YO3/2–GdO3/2–AlO3/2 system and application to thermal barrier coatings // J. Phase Equilibr. Diff. – 2006. – Vol. 27, № 4. – 343–352.

  24. Лакиза С.М., Зайцева З.О., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Sm2O3 ІІІ. Поверхня солідусу та фазові рівноваги при кристалізації сплавів // Порошковая металлургия – 2006. – № 5/6. – С. 56–64.

  25. Лакиза С. М. Направлено закристалізовані евтектики в системах Al2O3–ZrO2–Ln2O3 // Теория и практика металлургии. Спецвыпуск – 2006. – № 4-5. – С. 126–127.

  26. Лакиза С.М., Редько В.П., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Sm2O3 ІV. Політермічні перерізи діаграми стану // Порошковая металлургия – 2006. – № 7/8. – С. 67–76.

  27. Lakiza S., Lopato L. Phase diagram of the Alumina-Zirconia-Samaria system // J. Am. Ceram. Soc. – 2006. – Vol. 89, № 11. – P. 3516–3521.

  28. Лакиза С. М., Редько В. П., Лопато Л. М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Er2O3 I. Ізотермічні перерізи при 1250 та 1650 С // Порошковая металлургия – 2006. – № 11/12. – С. 55–64.

  29. Лакиза С.М., Зайцева З.О., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Er2O3 ІI. Поверхня ліквідусу діаграми стану // Порошковая металлургия – 2007. – № 1/2. – С. 64–71.

  30. Лакиза С.М., Редько В.П., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Er2O3. ІІІ. Поверхня солідусу та фазові рівноваги при кристалізації сплавів // Порошковая металлургия – 2007. – № 5/6. – С. 74–83.

  31. Лакиза С.М., Редько В.П., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Er2O3. ІV. Політермічні перерізи діаграми стану // Порошковая металлургия – 2007.– № 7/8. – С. 67–76.

  32. Лакиза С.М., Редько В.П., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Yb2O3. І. Ізотермічні перерізи діаграми стану при 1250 та 1650 С // Порошковая металлургия – 2008. – № 3/4. – С. 60–69.

  33. Лакиза С.М., Зайцева З.О., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Yb2O3 ІІ. Поверхня ліквідусу діаграми стану // Порошковая металлургия – 2008. – №.5/6 – С. 95–102.

  34. Лакиза С.М., Редько В.П., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Yb2O3. ІІІ. Поверхня солідусу та фазові рівноваги при кристалізації сплавів // Порошковая металлургия – 2008. – №.7/8 – С. 60–68.

  35. Лакиза С.М., Редько В.П., Лопато Л.М. Діаграма стану системи Al2O3–ZrO2–Yb2O3. ІV. Політермічні перерізи діаграми стану // Порошковая металлургия – 2008. – №.9/10. – С. 95–105.

  36. Lakiza S.M., Lopato L.M. Phase diagram of the Al2O3–ZrO2–Er2O3 system // J. Eur. Ceram. Soc. – 2008. – Vol. 28, № 12. – P. 2389–2397.


Меню
Реклама



2006-2009 © Диссертации и авторефераты Украины