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

DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.792-797 УДК 539.26 : 539.32 : 54-165.2 СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ Lio^Nao.BsTayNbi-yOs, ПОДВЕРГНУТЫХ ГИПЕРЗАКАЛКЕ О. Б. Щербина1, Л. А. Алешина2, В. В. Ефремов1, М. Н. Палатников1, В. В. Пасичный3 1Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия 2Петрозаводский Государственный университет, г. Петрозаводск, Россия 3Институт проблем материаловедения им. И. М. Францевича НАНУ, г. Киев, Украина Аннотация Исследовано влияние сверхбыстрой закалки на структурное состояние и механические свойства керамических твердых растворов Li0,12Na0,88TayNb1-yO3. Установлено, что закаленные керамики Li0,12Na0,88TayNb1-yO3 характеризуются наличием сложной текстуры и высокими значениями микроискажений. Показано, что сверхбыстрая закалка приводит к увеличению микротвердости и поверхностной прочности керамических образцов. Ключевые слова: гиперзакалка, твердые растворы, перовскитовая ячейка, микроструктура, текстура, микронапряжения, твердость, модуль Юнга. STRUCTURE AND PROPERTIES OF CERAMIC SOLID SOLUTIONS Lio^Nao.BsTayNbi-yOs AFTER HYPER-HARDENING O. B. Shcherbina1, L. A. Aleshina2, V. V. Efremov1, M. N. Palatnikov1, V. V.Pasichnyj3 1I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Federal Research Centre “Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences”, Apatity, Russia 2Petrozavodsk State University, Petrozavodsk, Russia 3 I. M. Frantsevich Institute of Material Science Problems of NASU, Kiev, Ukraine Abstract Influence of extra-fast hardening on structure state and mechanical properties of ceramic solid solutions Li0,12Na0,88TayNb1-yO3 has been researched, Hardened Li0,12Na0,88TayNb1-yO3 ceramics were detected to possess complex structure and high value of micro-deformations. Extra-fast hardening was shown to increase micro-hardness and surface strength of ceramic samples. Key words: hyper-hardening, solid solutions, perovskite cell, microstructure, texture, micro-straining, hardness, Yong modulus. Твердые растворы (ТР) с общей формулой LixNa 1 -xTayNb 1 -rO 3 (LNTN) и структурой перовскита являются важнейшими сегнетоэлектрическими материалами электронной техники. Для этих сложных соединений свойственно проявление трёх основных качеств: нестехиометрии, морфотропии и полиморфизма. Наиболее интересен квазибинарный ряд ТР Li 0 , 12 Na 0 , 88 TarNb 1 -rO 3 [1, 2] с морфотропными областями, в которых, например, наблюдается высокотемпературная суперионная проводимость, а также проявляются другие особые физическими свойства. Как фазы переменного состава, они обнаруживают высокую чувствительность структуры и физических свойств к условиям, способам получения и концентрациям компонентов [1, 2]. В связи с этим несомненный интерес представляют сверхбыстрые закалки (гиперзакалки) как способы создания неравновестных условий синтеза оксидных материалов [3]. Цель данной работы состоит в исследовании влияния сверхбыстрой закалки расплава керамик Li 0 , 12 Na 0 , 88 TarNb 1 -rO 3 на их структурное состояние и свойства. Керамические ТР Li 0 , 12 Na 0 , 88 TayNb 1 -yO 3 составов у = 0,05, 0,2, 1,0 были получены твердофазным синтезом из оксидов Nb 2 O5, Ta 2 O 5 с содержанием катионных примесей на уровне не выше 5• 1 0 -4 вес. % и карбонатов Li 2 CO 3 и Na 2 CO 3 марки «ОсЧ». Температурно-временной режим синтеза ТР LNTN: нагрев гомогенизированной реакционной смеси Li 2 CO 3 — Na 2 CO 3 — Nb 2 Os — Ta 2 Os до 1100 °С со скоростью 200 °/ч с последующей выдержкой в течении 1 ч. Спекание образцов производили при температурах 1250-1380 °С в зависимости от состава ТР LNTN со скорость нагрева 200^300 град-ч-1. Подробно методика синтеза и приготовления образцов описана в [1, 2]. Фазовый состав и структура ТР LNTN контролировались методами рентгенофазового (РФА) и рентгеноструктурного анализов. 792