Вплив фазо - та структуроутворення в умовах іскроплазмового спікання на формування властивостей оксидних керамік В6О, Ce0,8Sm0,2O1,9 (стр. 1 )

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

На правах рукопису

СОЛОДКИЙ ЄВГЕН ВАСИЛЬОВИЧ

УДК 621.762.21/24+621.762.52/53

Вплив Фазо - та структуроутворення В УМОВАХ ІСКРОПЛАЗМОВОГО СПІКАННЯ на формування властивостей оксидних керамік В6О, Ce0,8Sm0,2O1,9

Спеціальність 05.16.06 – Порошкова металургія та композиційні матеріали

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Науковий керівник

доктор технічних наук

Васильків Олег Орестович

Київ – 2014

ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ	5
ВСТУП	6
РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД	14
1.1 Надтверді матеріали	14
1.1.1. Надтверді матеріали на основі бору	15
1.2 Кристалічна структура субоксиду бору (В6О)	17
1.3 Синтез і структура порошку субоксиду бору (В6О)	18
1.4 Огляд патентів по отриманню В6О	23
1.5 Методи спікання субоксиду бору (В6О) та композитів на його основі	25
1.5.1 Ущільнення в умовах високого тиску і температури та властивості кераміки на основі В6О	25
1.5.2 Гаряче пресування та властивості кераміки на основі В6О	27
1.5.3 Іскроплазмове спікання та властивості кераміки основі В6О	31
1.6 Особливості іскроплазмового спікання	34
1.7 Потенційне промислове застосування матеріалів на основі субоксиду бору В6О	39
1.8 Твердооксидні паливні комірки: будова, принцип дії	41
1.9 Матеріали для електроліту та їх проблематика	42
1.10 Вплив розмірного ефекту на електричні властивості електроліту	46
1.11 Висновки і постановка задач дослідження	48
РОЗДІЛ 2. МАТЕРІАЛИ ТА Методика експерименту	51
2.1 Синтез порошку субоксиду бору	51
2.2 Синтез порошку оксиду церію легованого оксидом самарію/гадолінію	53
2.3 Приготування сумішей композиту В6О-В4С	55
2.4 Ущільнення порошків методом ІПС	55
2.4.1 Ущільнення порошків В6О та В6О-В4С	57
2.4.2 Ущільнення порошку Ce0,8Sm0,2O1,9	58
2.5 Реакційний синтез/спікання субоксиду бору (В6О) в умовах ІПС	58
2.6 Традиційне спікання порошків Ce0,8Sm0,2O1,9 на повітрі	59
2.7 Методика рентгенографічних досліджень	59
2.8 Методика дослідження морфології синтезованих порошків та мікроструктури спеченої кераміки	60
2.9 Методика вимірювання щільності отриманої кераміки	61
2.10 Методика вимірювання мікротвердості та тріщиностійкості кераміки В6О, В6О-В4С	62
2.11 Методика вимірювання іонної провідності	63
РОЗДІЛ 3 СИНТЕЗ ПОРОШКУ В6О ТА ВЛАСТИВОСТІ КЕРАМІКИ В6О, В6О-В4С	65
3.1 Вплив вихідних компонентів, методів гомогенізації та часу синтезу на фазовий склад та структуру субокиду бору	65
3.2 Вплив параметрів ІПС на ущільнення порошків В6О та В6О-В4С	78
3.3 Синтез порошку В6О в умовах ІПС та його характеристика	81
3.4 Реакційний синтез/спікання В6О в умовах ІПС	86
3.5 Висновки до розділу 3	90
РОЗДІЛ 4 ВЛАСТИВОСТІ СУБОКСИДУ БОРУ ТА КОМПОЗИТІВ НА ЙОГО ОСНОВІ	92
4.1 Рентгеноструктурні дослідження керамік В6О та В6О-В4С ущільнених методом ІПС	92
4.2 Механічні характеристики кераміки В6О та В6О-В4С, спеченої іскроплазмовим методом	97
4.3 Дослідження механічних характеристик кераміки В6О, отриманої реакційним синтезом/спіканням в умовах ІПС	105
4.4 Висновки до розділу 4	109
РОЗДІЛ 5 СИНТЕЗУ ТА СПІКАННЯ НАНОПОРОШКІВ Ce0,8Sm0,2O1,9, та Ce0,8Gd0,2O1,9. ЕЛЕКТРИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СПЕЧЕНОЇ КЕРАМІКИ	111
5.1 Впливу методів синтезу на морфологію та фазовий склад порошку оксиду церію легованого оксидом самарію/гадолінію	111
5.2 Традиційне спікання та властивості кераміки Ce0,8Sm0,2O1,9	121
5.3 Іскроплазмове спікання та властивості кераміки Ce0,8Sm0,2O1,9	124
5.4 Електропровідність кераміки Ce0,8Sm0,2O1,9	129
5.5 Вплив гомогенізуючого відпалу після ІПС на структурні та електричні властивості кераміки Ce0,8Sm0,2O1,9	134
5.6 Механічні властивості кераміки Ce0,8Sm0,2O1,9	138
5.7 Висновки до розділу 5	139
Висновки	141
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ	143
ДОДАТКИ	161

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ