Study on the Influence of Low Temperatures on the Physicochemical Properties of Xerogels, Powders and Ceramics Based on ZrO2

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

By using the method of coprecipitation of hydroxides in the ZrO2–CaO–MgO system, xerogels, powders, and ceramics based on them are obtained. The effect of low temperatures during the preparation of precursors on the phase composition and physicochemical properties of the materials is studied. It is shown that the use of precipitate’s cryotreatment makes it possible to reduce the open porosity and water absorption of the ceramics.

About the authors

O. L. Belousova

Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences, 199034, St. Petersburg, Russia

Email: olgabelousova80@gmail.com
Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2

V. A. Kuznetsova

Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences, 199034, St. Petersburg, Russia; St. Petersburg State Technological Institute (Technical University), 190013, St. Petersburg, Russia

Email: olgabelousova80@gmail.com
Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 2; Россия, 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 26

N. Yu. Fedorenko

Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences, 199034, St. Petersburg, Russia

Email: olgabelousova80@gmail.com
Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 2

V. L. Ugolkov

Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences, 199034, St. Petersburg, Russia

Email: ugolkov.52@mail.ru
Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2

T. V. Khamova

Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences, 199034, St. Petersburg, Russia

Email: olgabelousova80@gmail.com
Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2

O. A. Shilova

Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences, 199034, St. Petersburg, Russia; St. Petersburg State Technological Institute (Technical University), 190013, St. Petersburg, Russia; St. Petersburg State Electrotechnical University “LETI, 197376, St. Petersburg, Russia

Author for correspondence.
Email: olgabelousova80@gmail.com
Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2; Россия, 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26; Россия, 197376, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 5,

References

  1. Жигачев А.О., Головин Ю.И., Умрихин А.В., Коренков В.В., Тюрин А.И., Родаев B.В., Дьячек Т.А. Мир материалов и технологий. Керамические материалы на основе диоксида циркония; под общ. ред. Ю.И. Головина. М.: Техносфера, 2018. 358 с.
  2. Федоров П.П., Яроцкая Е.Г. Диоксид циркония. Обзор // Конденсированные среды и межфазные границы. 2021. Т. 23. № 2. С. 169–187.
  3. Yin Y., Argent B. Phase diagrams and thermodynamics of the systems ZrO2–CaO and ZrO2–MgO // Journal of Phase Equilibria. 1993. V. 14. Iss. 2. P. 439–450.
  4. Курапова О.Ю., Конаков В.Г., Голубев С.Н. Фазообразование и стабильность твердых растворов в наноразмерных прекурсорах на основе диоксида циркония, полученных криохимическими методами // Вестник СПбГУ. Серия 4. Физика. Химия. 2016. № 3. С. 250–260.
  5. Ling Y., Li Q., Zheng H. Optimisation on the stability of CaO-doped partially stabilised zirconia by microwave heating // Ceramics International. 2020. V. 47. P. 115–123.
  6. Song Z., Liu S., Huang B. Optimized preparation of MgO-ZrO2 nanocomposite powders by assisted sol–gel method // Journal of Physics: Conference Series. 2022. V. 2390. P. 012050.
  7. Саблина Т.Ю., Мельников А.Г., Савченко Н.Л. Свойства спеченной керамики на основе диоксида циркония, стабилизированного окисью магния // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2008. Т. 5. № 2. С. 92–96.
  8. Верещагин А.О., Обабков Н.В., Машковцев М.А. Получение микрогранулированных порошков состава ZrO2–Y2O3–CeO2 при помощи метода замораживания гидроксидных осадков // Сборник материалов и докладов XIX Международной научно-технической Уральской школы-семинара металловедов – молодых ученых. 2018. С. 256–258.
  9. Федоренко Н.Ю., Мякин С.В., Франк В.М. Влияние условий синтеза ксерогелей в системе ZrO2–Y2O3–CeO2 на свойства порошков и керамики на их основе // Физика и химия стекла. 2020. Т. 46. № 2. С. 206–212.
  10. Панова Т.И., Глушкова В.Б., Лапшин А.Е. Синтез нанокристаллических твердых растворов на основе диоксидов циркония и гафния // Физика и химия стекла. 2008. Т. 34. № 2. С. 365–274.
  11. Fedorenko N.Yu., Mjakin S.V., Khamova T.V., Kalinina M.V., Shilova O.A. Relationship Among the Composition, Synthesis Conditions, and Surface Acid-Basic Properties of Xerogel Particles Based on Zirconium Dioxide // Ceramics International. 2022. V. 48. Iss. 5. P. 6245–6249.
  12. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость; пер. с англ. А. П. Карнаухова. 2-е изд. М.: Мир, 1984. 306 с.
  13. Krumm S. An interactive Windows program for profile fitting and size/strain analysis // Materials Science Forum. 1996. V. 228–231. P. 183–188.
  14. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982. 632 с.
  15. Государственный стандарт ГОСТ 473.4-81. Изделия химически стойкие и термостойкие керамические. Метод определения кажущейся плотности и кажущейся пористости. М.: Стандартинформ, 1981.
  16. Государственный стандарт ГОСТ 21216-2014. Сырье глинистое. Методы испытаний. – Взамен ГОСТ 21216.0-93; введ. 2015-07-01. М.: Стандартинформ, 2015. 40 с.
  17. Lowell S., Shields J., Thomas M.A., Thommes M., Characterization of Porous Solids and Powders: Surface Area, Porosity, and Density, Springer, 2004. P. 350.
  18. Курапова О.Ю., Конаков В.Г., Голубев С.Н. Фазообразование и стабильность твердых растворов в наноразмерных прекурсорах на основе диоксида циркония, полученных криохимическими методами // Вестник СПбГУ. Серия 4. Физика. Химия. 2016. № 3. С. 250–260.
  19. Синицкий А.С., Кецко В.А., Пентин И.В. Дегидратация гидрофильных оксидов ZrO2 и Al2O3 при высоких температурах // Журн. неорган. химии. 2001. Т. 48. вып. 3. С. 484–488.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (85KB)
Indexing metadata
3.

Download (277KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 О.Л. Белоусова, В.А. Кузнецова, Н.Ю. Федоренко, В.Л. Уголков, Т.В. Хамова, О.А. Шилова