From superhard to hard: a review of transition metal dioxides TiO₂, ZrO₂, and HfO₂ hardness

Abstract

The high-pressure, high-temperature behavior of transition metal dioxides TiO₂, ZrO₂, and HfO₂ has been reviewed. In particular, early predictions and measurements that suggested superhard behavior for the transition metal dioxides have been considered. In subsequent studies, it has been concluded that superhardness is not intrinsic in the transition metal dioxides at ambient conditions or to phases produced at high-pressure and/or high-temperature conditions.

Розглянуто поведінку діоксидів перехідних металів TiO₂, ZrO₂ і HfO₂ при високому тиску і високій температурі. Зокрема, розглянута і раніше передвіщена, і виміряна твердість, яка могла вказувати на надтверду поведінку. Показано, що надтвердий стан не притаманний діоксидам перехідних металів, що знаходяться в умовах навколишнього середовища, або фазам, отриманим при високому тиску і/або високій температурі.

Рассмотрено поведение диоксидов переходных металлов TiO₂, ZrO₂ и HfO₂ при высоком давлении и высокой температуре. В частности, рассмотрена и ранее предсказанная, и измеренная твердость, которая могла указывать на сверхтвердое поведение. Показано, что сверхтвердое состояние не присуще диоксидам переходных металлов, находящимся в условиях окружающей среды, или фазам, полученным при высоком давлении и/или высокой температуре.