МЕТОД СТАБИЛИЗАЦИИ ВЯЗКОЙ БРОНЕВОЙ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ОКСИДОВ АЛЛЮМИНИЯ И ЦИРКОНИЯ

 

Бохан Ю.И., Сарасеко М.Н.

ГНУ «Институт технической акустики» НАН Беларуси

210717, г. Витебск, пр-т Людникова,13

 

Основой конструкционной керамики являются неметаллические тугоплавкие соединения с температурой плавления более 1500^о С. Наиболее важными в практическом отношении для производства технической керамики являются оксиды алюминия и циркония. В последнее время наибольшее распространение получила  керамика, основу которой составляет оксид алюминия, в частности, как основа для производства вязкой броневой керамики. Для улучшения ее механических свойств в состав вводят частично стабилизированный диоксид циркония и другие компоненты, препятствующие распространению трещин. Для оценки качества броневой керамики часто используют такой параметр, как импеданс [1]:

                                                                              (1)

где ρ – плотность материала, Ε- модуль Юнга. Для керамик на основе окиси алюминия величина импеданса составляет 380-410 МПа*с/м. Для увеличения импеданса и приращения коэффициента трещиностойкости, определяющего вязкость керамики

                                                             (2)

где - объемная доля частиц, претерпевающих полиморфное превращение, h - ширина диссипативной зоны, ν - коэффициент Пуассона,  - дилатометрический коэффициент, с – коэффициент равный 0,22 для превращений под действием гидростатических напряжений и 0,38 – для деформации в полосах сдвига у вершины трещин.

В настоящей работе представлены результаты исследования свойств  материалов в системах   Al ₂O ₃ - ZrO ₂ – Y ₂ O₃ и Al ₂ O₃ - ZrO ₂ – Ce ₂ O₃ полученных методом химического осаждения стабилизирующих добавок и методом химического перемешивания. Рентгенофазовый анализ показал, что у образцов исследуемых систем с иттрием и церием, степень стабилизации кубической структуры сильно зависит от способа введения стабилизирующей добавки в шихту. При этом оказывается, что стабилизация структуры во многом определяется  температурой плавления добавки. Так для добавки Ce ₂O ₃  большая степень стабилизации достигается при меньшей температуре спекания, чем для Y ₂O ₃ .