КОМПОЗИТТІК КЕРАМИКАЛАРДАҒЫ ӨЛШЕМДІК ӘСЕРЛЕР МЕН ФАЗАЛЫҚ ПОЛИМОРФТЫҚ ТҮРЛЕНУЛЕРДІҢ ЖЫЛУ ИЗОЛЯЦИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ МЕН СЫРТҚЫ ӘСЕРЛЕРГЕ ТӨЗІМДІЛІККЕ ТИГІЗЕТІН ЫҚПАЛЫ

Бұл жұмыста ZrO₂ негізіндегі керамикаларда Y₂O₃ тұрақтандырғыш қоспасының концентрациясын өзгерту кезінде туындайтын фазалық полиморфтық түрленулермен байланысты дән морфологиясының өзгерістерінің жылу-физикалық параметрлер мен температураның күрт өзгерістері, механикалық жүктемелер мен ұзақ мерзімді термиялық қыздыру сияқты сыртқы әсерлерге төзімділікке әсері қарастырылды. Y₂O₃ тұрақтандырғышының концентрациясы өзгерген кездегі фазалық түрленулерді бағалау нәтижесінде, қоспа концентрациясы төмен болған жағдайда, m – ZrO₂ → t – Zr(Y)O₂ түріндегі түрленулер басым рөл атқаратыны анықталды. Ал қоспа мөлшері 0,10 мольден жоғары болғанда, пирохлор фазасы Y₂Zr₂O₇ түзілуімен жүретін процестер басым болып, ол күйдіру кезінде дәндердің іріленуіне әкеледі. Жылу оқшаулау қасиеттеріне жүргізілген бағалау нәтижесінде, композиттік керамикалар құрамында пирохлор фазасы Y₂Zr₂O₇ басым болған жағдайда, материалдардың жылуөткізгіштігі төмендеп, жылуизоляция тиімділігі артады, бұл тек төмен температуралар жағдайында ғана емес, сондай-ақ ұзақ мерзімді жоғары температуралық қыздыру кезінде де байқалады. Температураның күрт өзгеруінен болатын термошоктық әсерлерге төзімділікті бағалау, пирохлор фазасы басым болатын композиттік керамикалардың сыртқы әсерлерге тұрақтылығы мен төмен жылуөткізгіштігі есебінен температуралық ауытқуларға жақсы төзімділікке ие екенін көрсетті.

1. Basu B., Vleugels J., Van Der Biest O. ZrO2–Al2O3 composites with tailored toughness //Journal of alloys and compounds. – 2004. – Vol 372, №. 1-2. – P. 278-284.

2. Zygmuntowicz J. et al. Al2O3/ZrO2 materials as an environmentally friendly solution for linear infrastructure applications //Materials. – 2021. – Vol. 14, №. 9. – P. 2375.

3. Shvydyuk K. O. et al. Holistic Characterization of MgO-Al2O3, MgO-CaZrO3, and Y2O3-ZrO2 Ceramic Composites for Aerospace Propulsion Systems //Ceramics. – 2024. – Vol. 7, №. 1. – P. 364-384.

4. Zhou J. et al. The phase-stabilized behavior of Sc2O3–Y2O3 co-doped ZrO2 nanopowders by co-precipitation synthesis //Ceramics International. – 2024. – Vol. 50, №. 13. – P. 24823-24834.

5. Tripathi H., Sharma N., Sharma J. D. Synergistic effects of ZrO2 and La2O3 on the phase stability and optical–electronic properties of Y2O3 //International Journal of Applied Ceramic Technology. – 2025. – Vol. 22, №. 3. – P. e14909.

6. Liu B. et al. Drying kinetics and energy efficiency of Y2O3–CeO2 co-doped ZrO2 powder under microwave heating //Ceramics International. – 2024. – Vol. 50, №. 21. – P. 43192-43205.

7. Salehi S. et al. Syngas production from dry reforming of glycerol by the NiO/M-Al2O3 catalysts: effect of various support promoters and various ZrO2 content //Journal of CO2 Utilization. – 2024. – Vol. 81. – P. 102737.

8. Zhao K. et al. Mechanical properties, thermal shock resistance and stress evolution of plasma-sprayed 56 wt% Y2O3-stabilized ZrO2 thick thermal barrier coatings //Surface and Coatings Technology. – 2024. – Vol. 494. – P. 131352.

9. Chen Z. et al. The effect of fibers addition on the microstructure and mechanical properties of ZrO2 fibers toughened Al2O3/ZrO2 (Y2O3) solidified ceramics //Materials Today Communications. – 2024. – Vol. 40. – P. 109817.

10. Kenzhina I. E. et al. Effects of the Zirconia-Alumina Composite Ceramics with Varying Compositions on Resistance to Helium Swelling //ES Materials & Manufacturing. – 2025. – Vol. 28. – P. 1463.

11. Khan A. R. et al. Study of microstructure, thermodynamic and powder properties of nano Y2O3, TiO2, ZrO2 dispersed W–Ni–Nb–Mo–Zr alloys //Materials Chemistry and Physics. – 2024. – Vol. 311. – P. 128567.

12. Ameta P. et al. Adsorption prospects of ultrafine, cubic 8 mol.% Y2O3‐stabilized ZrO2 nanoparticles //Journal of the American Ceramic Society. – 2024. – Vol. 107, №. 1. – P. 417-429.

13. Kenzhina I. E. et al. Study of Phase Transformations in ZrO2 Ceramics Stabilized by Y2O3 and Their Role in Changing Strength Characteristics and Heat Resistance //Sustainability. – 2025. – Vol. 17, №. 10. – P. 4284.

14. Meena K. L., Mozammil S., Koshta E. Effect on Mechanical and Physical Properties of Microwave‐Sintered Alumina Nanocomposite on Addition of ZrO 2 and MgO //Evolutionary Manufacturing, Design and Operational Practices for Resource and Environmental Sustainability. – 2024. – P. 113-123.

15. Kenzhina I. E. et al. Influence of the Change of Phase Composition of (1− x) ZrO2–xAl2O3 Ceramics on the Resistance to Hydrogen Embrittlement //Materials. – 2023. – Vol 16, №. 22. – P. 7072.

16. Liu Y. et al. Irradiation response of Al2O3-ZrO2 ceramic composite under He ion irradiation //Journal of the European Ceramic Society. – 2021. – Vol. 41, №. 4. – P. 2883-2891.

17. Franco D. et al. Wear behavior at high temperature of ZrO2–Y2O3 (YSZ) plasma-sprayed coatings //Journal of Materials Science. – 2024. – Vol. 59, №. 1. – P. 20-37.

18. Zhu X. et al. Effect of Y2O3 doping content on phase composition, mechanical properties and cavitation erosion performance of ZrO2 ceramics //Ceramics International. – 2024. – Vol. 50, №. 9. – P. 14718-14730.

19. Zhao Z. et al. Effect of Y2O3 on crystallization and mechanical properties of sodium aluminum silicate glass containing ZrO2 //Ceramics International. – 2024. – Vol. 50, №. 17. – P. 29613-29619.

20. Gopinath N. K. et al. High emittance plasma sprayed ZrO2-Y2O3/La2Zr2O7 thermal barrier coatings for potential application in scramjets //Applied Surface Science. – 2024. – Vol . 652. – P. 159324.