Особенности спекания нанопорошков тетрагонального диоксида циркония, легированного оксидом кремния

Abstract

Исследована кинетика начальной стадии спекания нанопорошков тетрагонального диоксида циркония 3Y–TZP (ZrO₂–3 mol% Y₂O₃) с добавкой 0.2 и 2 wt% SiO₂, полученных двумя способами: механическим смешиванием и совместным осаждением. Процесс усадки образцов на начальной стадии спекания изучен при помощи метода неизотермического спекания с постоянной скоростью нагревания. Выявлено, что в случае введения добавки SiO₂ способом совместного осаждения доминирующий механизм спекания изменяется от объемной (ОД) к зернограничной (ЗГД) диффузии. При механическом смешивании нанопорошки 3Y–TZP с добавкой 0.2 и 2 wt% SiO₂ спекаются при доминировании механизма ОД на начальной стадии спекания.

Досліджено кінетику початкової стадії спікання нанопорошків тетрагонального діоксиду цирконію 3Y–TZP (ZrO₂–3 mol% Y₂O₃) з добавкою 0.2 і 2 wt% SiO₂, які було отримано двома способами: механічним змішуванням i спільним осадженням. Процес усадки зразків на початковій стадії спікання досліджено за допомогою методу неізотермічного спікання з постійною швидкістю нагрівання. Виявлено, що у випадку введення добавки SiO₂ способом спільного осадження домінуючий механізм спікання змінюється від об’ємної (ОД) до зереннограничної (ЗГД) дифузії. При механічному змішуванні нанопорошки 3Y–TZP з добавкою 0.2 і 2 wt% SiO₂ спікаюmься при домінуванні механізму ОД на початковій стадії спікання

The kinetics of the initial sintering stage of tetragonal zirconia nanopowders 3Y–TZP (ZrO₂–3 mol% Y₂O₃) with the addition of SiO₂ (concentrations of 0.2 and 2 wt %) is studied. The nanopowders are obtained in two ways: mechanical mixing and coprecipitation methods. The shrinkage of the compacts at the initial sintering stage is tested by nonisothermal sintering at the constant rate of heating. It is found that in the case of SiO₂ doping by coprecipitation method, the predominant sintering mechanism is changed from the volume diffusion (VD) to the grain boundary diffusion (GBD). The SiO₂ – doped nanopowders 3Y–TZP (0.2 and 2 wt% SiO₂) produced by mechanical mixing are sintered under the predominance of the VD mechanism at the initial sintering stage.