Астана
Astana
Артем Леонидович Козловский
Астана; Алматы
Astana; Almaty
Астана
Astana
В ходе проведенного комплексного анализа структурных параметров, исследуемых механически активированных ZrO2-керамик был установлен оптимальный температурный диапазон термической обработки, обеспечивающий максимальную структурную однородность, высокую степень структурного упорядочения и минимальную концентрацию остаточных механических напряжений. Анализ структурных изменений в керамиках, выполненный с использованием методов рентгеновской дифракции и рамановской спектроскопии позволил установить, что увеличение температуры отжига приводит к частичной релаксации механически-индуцированных напряжений и перераспределению кислородных вакансий. При этом во всем исследуемом диапазоне температуры отжига не наблюдается инициализации процессов фазовых полиморфных трансформаций, характерных для диоксида циркония в случае интенсивных механических воздействий или наличия большого количества кислородных вакансий. Анализ полученных данных показал, что при температуре отжига 1000…1100 °С в структуре керамик доминируют комплексные дефекты, связанные с наличием деформационных остаточных напряжений и областей сильного разупорядочения, возникших при механическом ударном воздействии. При повышении температуры отжига до 1200…1300 °С наблюдается равновероятное распределение дефектов в структуре, в то время как при температурах выше 1400 °С наблюдается доминирование F+центров и VO – вакансий, увеличение концентрации которых связано с повышением структурного упорядочения за счет частичной релаксации дефектов и образования кислородных вакансий.
During the comprehensive analysis of the structural parameters of the studied mechanically activated ZrO2 ceramics, the optimal temperature range for heat treatment was established, ensuring maximum structural homogeneity, a high degree of structural ordering and a minimum concentration of residual mechanical stresses. An analysis of structural changes in ceramics, carried out using X-ray diffraction and Raman spectroscopy methods, made it possible to establish that an increase in annealing temperature leads to partial relaxation of mechanically induced stresses and redistribution of oxygen vacancies. Moreover, in the entire range of annealing temperatures studied, no initialization of phase polymorphic transformation processes, characteristic of zirconium dioxide in the case of intense mechanical pressures or the presence of a large number of oxygen vacancies, is observed. Analysis of the data obtained showed that at annealing temperatures of 1000 – 1100 °C, the structure is dominated by complex defects associated with the presence of deformation residual stresses and areas of strong disorder that arose under mechanical impact. With an increase in the annealing temperature to 1200 – 1300 °C, an equally probable distribution of defects in the structure is observed, while at temperatures above 1400°C, there is a dominance of F+ centers and VO – vacancies, the growth in the concentration of which is associated with an increase in structural ordering due to partial relaxation of defects and the formation of oxygen vacancies.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.