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

Рис. 5. Структура керамических образцов HJ1: в а — № 1; б — № 4 и их размерный состав — в Микроструктура керамики НЛ из механически диспергированной шихты более однородна (рис. 5, б). Причем, как показывают дифференциальные кривые распределения размерного состава (рис. 5, в), основная доля кристаллитов в ней имеет размер ~ 0 , 2 ^ 2 ,0 мкм. Результаты определения микротвердости (H, GPa) методом сравнительной склерометрии [7] и модуля Юнга (E, GPa) по кривым подвода представлены в табл. 3. Таблица 3 Механические характеристики керамики НЛ, приготовленной из порошков различной дисперсности Образец 1 2 3 4 H, GPa 5,46 ± 1,55 5,52 ± 1,02 4,6 ± 1,41 5,0 ± 2,17 E, GPa 146,7 ± 5,0 146,0 ± 4,8 235,1 ± 9,2 188,7 ± 2,9 Нагрузка P, МН 10 15 2 0 10 15 2 0 10 15 2 0 10 15 2 0 Микрохрупкость 0,55 0,63 0,65 0,37 0,39 0,39 0,35 0,41 0,39 0,28 0,36 0,32 Микропрочность, ГПа 1,14 1 ,0 0,98 1,33 1,40 1,57 1,63 1,39 1,43 1,47 1 ,6 8 1 ,6 8 Трещиностойкость Kic, МПа-м 0,5 1,03 1,33 1 ,2 2 1,60 1 ,6 1,91 1 ,6 6 1,65 1,72 1,9 2 ,0 2 2 ,0 1 Эф. энергия разрушения, Дж/м 2 48,9 75,4 59,9 103,5 Из-за сформировавшейся градиентной мезоструктуры в образце из порошков с £уд. 0,07 м2/г значение микротвердости, измеренной на поверхности, сравнимо с микротвердостью более однородных и плотных керамических образцов. Однако значения модуля Юнга, являющегося показателем прочности материала, выше для керамик из диспергированной шихты. Различия микроструктуры керамики НЛ на мезо- и микроуровнях проявляются в механических свойствах керамики, в процессах разрушения и прочности. Определены при различных нагрузках на индентор микрохрупкость, микропрочность и критический коэффициент интенсивности напряжений первого рода KIC, являющийся критерием трещиностойкости материала (табл. 3). Для расчетов использовалась модель для случая индентирования пирамидой Викерса [7]. На основании анализа зоны разрушения и полученных данных в условиях квазистатических экспериментов произведена оценка эффективной энергии разрушения [ 8 ]: Y= K I d 2 E . Заметно, что керамика НЛ, приготовленная из более диспергированной шихты, обладает существенно большей трещиностойкостью и микропрочностью (табл. 3). В настоящей работе были проведены комплексные исследования диэлектрических свойств и проводимости керамики НЛ. Исследование образцов керамики НЛ, полученной на основе микрокристаллических порошков различной дисперсности со сравнительно узким распределением частиц по размерам, показало, что есть возможность управлять процессом формирования структуры керамики и варьировать значения механических характеристик и электрофизических свойств керамического материала путем изменения дисперсности исходной шихты ниобата лития. Были установлены величины удельной статической проводимости исследуемых образцов во всём исследуемом температурном диапазоне. Дисперсия диэлектрической проницаемости керамики НЛ проявляется лишь при температурах выше ~ 600 K, а резкий рост реальной части диэлектрической проницаемости в области низких частот (100 Гц) начинается при температурах выше ~ 700 K. 616