ҚҰРАМДАҒЫ КОМПОНЕНТТЕРДІҢ ҚАТЫНАСЫН ӨЗГЕРТКЕН КЕЗДЕГІ КОМПОЗИТТІК (1-x)ZrO2 - xSiC КЕРАМИКАСЫНДАҒЫ ФАЗАЛЫҚ ТҮРЛЕНУЛЕРДІҢ ЗЕРТТЕУ

Мақалада термиялық күйдіру кезінде керамика құрамындағы компоненттердің арақатынасының өзгеруімен байланысты композиттік (1-x)ZrO₂–xSiC керамикасындағы реактивті фазалық түрленулерді бағалау нәтижелері ұсынылған. Талдау рентгендік фазалық талдау, Раман спектроскопиясы және оптикалық спектроскопия әдістерін қолдану арқылы жүргізілді. Зерттелген композиттік (1-x)ZrO₂–xSiC керамика үлгілерінің рентгендік фазалық талдау нәтижелері бойынша керамика құрамындағы SiC үлесінің 5,0-ке дейін артуы m-ZrO₂ → SiO₂+ZrO₂ → t-ZrSiO₄ тәрізді реакция фазалық түрленулерінің инициализациясына әкелетіні, нәтижесінде цирконның тетрагональды фазасы түзілетіні анықталды. Циркон фазасының түзілуі кремний карбидінің термиялық тотығуы нәтижесінде жүретіні анықталды, бұл кремний оксидінің түзілуіне және керамика құрамындағы оттегі бос орындарының концентрациясының артуына әкеледі. 5,0 М SiC концентрациясында керамиканың фазалық құрамы циркон ZrSiO₄ фазаларының қоспасы мен құрамында кремний оксиді SiO₂ аз мөлшерде қоспасы бар алтыбұрышты SiC фазасымен ұсынылатыны анықталды. Зерттелген керамиканың оптикалық өткізгіштік спектрлерін талдау ZrSiO₄ түзілуі оттегі бос орындарының көбеюімен, сондай-ақ негізгі жұтылу шетінің ығысуымен қатар жүретінін көрсетті.

1. Fan X. [et al.] Multi-scale synergic optimization strategy for dielectric energy storage ceramics // Journal of Advanced Ceramics. – 2023. – Vol. 12, No. 4. – P. 1–10.

2. Luo N. [et al.] Ordering‐Structured Antiferroelectric Composite Ceramics for Energy Storage Applications // Advanced Materials. – 2025. – Vol. 37, No. 11. – P. 2420258.

3. Huang X. [et al.] Enhanced energy storage performance of temperature-stable X8R ceramics with core-shell microstructure // Ceramics International. – 2025. – Vol. 51, No. 2. – P. 2259–2267.

4. Wu C. [et al.] Constructing novel SrTiO3-based composite ceramics with high energy storage performance under moderate electric field // Journal of Power Sources. – 2024. – Vol. 604. – P. 234475.

5. Palneedi H. [et al.] High‐performance dielectric ceramic films for energy storage capacitors: progress and outlook // Advanced Functional Materials. – 2018. – Vol. 28, No. 42. – P. 1803665.

6. Puli V. S. [et al.] Structure, dielectric, ferroelectric, and energy density properties of (1− x) BZT–x BCT ceramic capacitors for energy storage applications // Journal of Materials Science. – 2013. – Vol. 48, No. 5. – P. 2151– 2157.

7. Castro L. [et al.] Thermal analysis of ceramic nuclear fuels for the HPLWR // Annals of Nuclear Energy. – 2019. – Vol. 127. – P. 227–236.

8. Rybyanets A. N. [et al.] Electric power generations from PZT composite and porous ceramics for energy harvesting devices // Ferroelectrics. – 2015. – Vol. 484, No. 1. – P. 95–100.

9. Koumoto K. [et al.] Thermoelectric ceramics for energy harvesting // Journal of the American Ceramic Society. – 2013. – Vol. 96, No. 1. – P. 1–23.

10. Riedel R., Ionescu E., Chen I. W. Modern trends in advanced ceramics // Ceramics Science and Technology: Volume 1: Structures. – 2008. – P. 1–38.

11. Polkowski W. [et al.] Silicon-Boron Alloys as New Ultra-High Temperature Phase-Change Materials: Solid/Liquid State Interaction with the h-BN Composite // Silicon. – 2020. – Vol. 12, No. 7. – P. 1639–1649.

12. Podobová M. [et al.] Waste metals based metal-matrix ceramic-reinforced composites for friction applications // Metallic Materials/Kovové Materiály. – 2022. – Vol. 60, No. 6. – P. 1–10.

13. Li X. [et al.] A sheath-core shaped ZrO2-SiC/SiO2 fiber felt with continuously distributed SiC for broad-band electromagnetic absorption // Chemical Engineering Journal. – 2021. – Vol. 419. – P. 129414.

14. Bódis E. [et al.] Microstructure and sintering mechanism of SiC ceramics reinforced with nanosized ZrO2 // Eur. Chem. Bull. – 2017. – Vol. 6, No. 11. – P. 484–490.

15. Hashim A. [et al.] Preparation and properties of ZrO2/SiC-H2O nanofluids to use for energy storage application // East European Journal of Physics. – 2023. – No. 1. – P. 173–176.

16. Efaw C. M. [et al.] Characterization of zirconium oxides part I: Raman mapping and spectral feature analysis // Nuclear Materials and Energy. – 2019. – Vol. 21. – P. 100707.

17. Wang Z. [et al.] In situ spectroscopic studies of decomposition of ZrSiO 4 during alkali fusion process using various hydroxides // Rsc Advances. – 2015. – Vol. 5, No. 15. – P. 11658–11666.

18. Chaabane N. [et al.] Investigation of irradiation effects induced by self-ion in 6H-SiC combining RBS/C, Raman and XRD // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 2012. – Vol. 286. – P. 108–113.

19. Syme R. W. G., Lockwood D. J., Kerr H. J. Raman spectrum of synthetic zircon (ZrSiO4) and thorite (ThSiO4) // Journal of Physics C: Solid State Physics. – 1977. – Vol. 10, No. 8. – P. 1335.

20. Dias A. N. C. [et al.] Micro-Raman spectroscopy of zircon (ZrSiO4) mineral at annealing conditions usually applied in zircon fission-track annealing dataset // Journal of nano-science and nanotechnology. – 2020. – Vol. 20, No. 3. – P. 1884–1891.

21. Dawson P., Hargreave M. M., Wilkinson G. R. The vibrational spectrum of zircon (ZrSiO4) // Journal of Physics C: Solid State Physics. – 1971. – Vol. 4, No. 2. – P. 240.