Звіт про науково-дослідну роботу: „Дослідження фазових рівноваг в багатокомпонентних тугоплавких оксидних системах Al2O3–TiO2–Ln2O3, де Ln = (Nd, Er, Yb) і Al2O3–ZrO2–СоO та створення фізико-хімічних основ мікроструктурного проектування композиційних матеріалів функціонального і конструкційного призначення з нанокристалічних порошків”

Abstract

ОБ’ЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ - тугоплавкі оксидні сполуки та волокна з андезито-базальту, їх взаємодія та властивості, технологія виготовлення матеріалів на їх основі. МЕТА РОБОТИ: Дослідження фазових співвідношень та побудова елементів діаграм стану потрійних тугоплавких оксидних систем Al2O3–TiO2–Ln2O3, де Ln = (Nd, Er, Yb) і Al2O3–ZrO2–СоO; вивчення особливостей мікроструктурного проектування композитів з нанокристалічних порошків системи ZrO2–Y2O3–CeO2–Al2O3–СоО для створення нових матеріалів функціонального, конструкційного та медичного призначення на основі ZrO2 та Al2O3; вивчення впливу оксидів гафнію, ітрію, цирконію та бору на фізико-хімічні властивості розплавів гірських порід, стекол та волокон для підвищення експлуатаційних характеристик в умовах впливу агресивних зовнішніх факторів (лужного та кислого середовища, нейтронного випромінювання). Вперше на основі систематичних досліджень фазових рівноваг побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану систем Al2O3–TiO2–Ln2O3 (Ln=Nd, Er, та Yb) при 1400 °С, діаграми стану подвійної ZrO2–CoO та потрійної системи Al2O3–ZrO2–CoO. Потрійних сполук і помітних областей твердих розчинів в системах не знайдено. В системі Al2O3–ZrO2–CoO виявлено дві трифазні і одну квазіподвійну евтектику. Побудовані діаграми стану є новим довідниковим матеріалом, необхідним для створення сучасних технологій одержання матеріалів конструкційного та функціонального призначення. Вперше встановлено особливості зміни фазового складу, питомої поверхні та морфології структурних складових ультрадисперсних порошків на основі ZrO2 з високим вмістом CoAl2O4, та нанокристалічних порошків на основі Al2O3 з високим вмістом твердого розчину ZrO2(Y2O3,СеО2) в процесі термічної обробки до 1450 °С. Виявлено, що утворення CoAl2O4 супроводжується зворотним фазовим перетвореннями Т-ZrO2 → М-ZrO2 → Т-ZrO2.Визначено, що при збільшенні вмісту ZrO2 мікротвердість та твердість ZTA-композитів знижуються, а К 1с підвищується, композити стійкі до «старіння» . Вперше проведено дослідження по вивченню впливу добавок ZrO2; Y2O3, HfO2, В2О3 на фізико-хімічні характеристики розплаву андезито-базальту, процеси волокноутворення, структуру та фізико-хімічні властивості волокон. Вперше запропоновано та науково обґрунтовано ефективність використання волокон з гірських порід, модифікованих В2О3, в якості наповнювача бетонів для збільшення їх поглинаючої здатності щодо фонового γ-випромінення. КЛЮЧОВІ СЛОВА: БАЗАЛЬТОВІ ВОЛОКНА, ГІДРОТЕРМАЛЬНИЙ СИНТЕЗ, КОЛЬОРОВА КЕРАМІКА, НАНОРОЗМІРНІ ПОРОШКИ, ОКСИДИ АЛЮМІНІЮ, ЦИРКОНІЮ, ТІТАНУ, КОБАЛЬТУ, БОРУ, ZTA, МОДИФІКУВАННЯ, ХІМІЧНА СТІЙКІСТЬ, ФАЗОВІ РІВНОВАГИ.