Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

Bobreva Lubov Alexsandrovna I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral RawMaterials of the Federal Research Centre “Kola Science Centre of the RussianAcademy of Sciences”, Apatity, Russia bobreva@chemy.kolasc.net.ru Palatnikov Mikhail Nikolayevich Dr. Sc. (Engineering), I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements andMineral RawMaterials of the Federal Research Centre “Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences”, Apatity, Russia palat_mn@chemy.kolasc.net.ru DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.551 -555 УДК 544.016.5 : 546.831.4 - 31 : 546.655.4 - 31 ВЛИЯНИЕ СТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ДОБАВОК И АРМИРУЮЩИХ ВОЛОКОН НА ТЕРМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ, ПОЛУЧЕННОГО ЗОЛЬ-ГЕЛЬ СПОСОБОМ А. Ю. Бугаева, И. В. Лоухина, Б. Н. Дудкин, В. А. Белый Институт химии Коми научного центра Уральского отделения РАН, г. Сыктывкар, Россия Аннотация Методами дифференциальной сканирующей калориметрии и термогравиметрического анализа установлены термические эффекты, протекающие в процессе термообработки ксерогелей керамических композиционных материалов состава: матрица (диоксид циркония, стабилизированный оксидами церия и иттрия), наполненная гексаалюминатом лантана, модифицированного оксидом иттрия, и усиленная нановолокнами AI 2 O 3 различного происхождения. Ключевые слова: оксид циркония, оксид церия, оксид иттрия, гексаалюминатлантана, оксид алюминия, нановолокно, дифференциальная сканирующая калориметрия, термогравиметрический анализ. INFLUENCE OF STABILIZING ADDITIVES AND ARMIRATING FIBERS ON THERMAL TRANSFORMATIONS OF COMPOSITE MATERIAL BASED ON ZIRCONIUM DIOXIDE OBTAINED BY SOL-GEL METHOD A. Yu. Bugaeva, I. V. Loukhina, B. N. Dudkin, V. A. Beliy Institute of Chemistry of the Komi Science Center of the Ural Branch of the RAS, Syktyvkar, Russia Abstract Thermal effects during the heat treatment of ceramic composite materials xerogels: matrix (zirconium dioxide stabilized with cerium and yttrium oxides) filled with yttrium-modified hexaaluminate of lanthanum and reinforced with AhO3 various origins nanofibers were established by differential scanning calorimetry and thermogravimetric analysis. Keywords: zirconia, cerium oxide, yttrium oxide, lanthanum hexaaluminate, alumina, nanofibres, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis. Анализ литературы [1-9], посвященной возможности стабилизации тетрагональной модификации оксида циркония (t-ZrO2) в композите t-ZrO2/Al2O3, показал зависимость размеров зерен частиц в композитах от состава и метода получения. Установлено, что одним из эффективных способов получения наноразмерных частиц для формирования керамических композитов является золь-гель метод, а эффективным способом повышения термической стабильности t-ZrO2является введение в состав композита t-ZrO2/Al2O3 стабилизирующих добавок оксида иттрия (Y 2 O 3 ) и оксида церия (CeO 2 ). Первой стадией термических превращений композиционного материала является десорбция физически связанной воды при 80-150 °С, которая носит эндотермический характер [10]. На следующей стадии происходит разложение гидроксидов церия и циркония (эндоэффект) при 100-300 °С [10], 400 °С [11]. Oдновременно претерпевают превращения продукты гидролиза солей. При низких температурах процесс разложения NH4NO3 носит эндотермический характер (-180 кДж/моль). При высоких температурах (243-361 °С) суммарная реакция разложения является экзотермической реакцией (+36,5 кДж/моль) [12]. Процесс разложения NH4Cl протекает при температуре выше 337 °С и является эндотермическим (-314,2 кДж/моль). 551