Сарсембай А.Т.

№250 школа-лицей, Кызылординская обл., Кармакчинский рн., Казахстан

Керамика на основе чистых оксидов

В производстве оксидной керамики используют в основном следующие оксиды: Аl₂О₃ (корунд), ZrO₂, MgO, СаО, ВеО, ThO₂, UO₂. Структура керамики однофазная поликристаллическая. Кроме кристаллической фазы может содержаться небольшое количество газов (поры) и стекловидной фазы, которая образуется в результате наличия, примесей в исходных материалах [1]. Температура плавления чистых оксидов превышает 2000 ⁰С, поэтому их относят к классу высокоогнеупоров. Как и для других неорганических материалов, оксидная керамика обладает высокой прочностью при сжатии по сравнению с прочностью при растяжении или изгибе; более прочными являются мелко кристаллические структуры, так как при крупнокристаллическом строении на границе между кристаллами возникают значительные внутренние напряжения [2].

С повышением температуры прочность керамики понижается. При использовании материалов в области высоких температур важным Свойством является окисляемость. Керамика из чистых оксидов, как правило, не подвержена процессу окисления. Особенностью оксида циркония (ZrO₂) является слабокислотная или инертная природа, низкий коэффициент теплопроводности. Рекомендуемые температуры применения керамики из ZrO₂ 2000-2200 ⁰С; она используется для изготовления огнеупорных тиглей для плавки металлов и сплавов, как тепловая изоляция печей, аппаратов и реакторов, в качестве покрытия на металлах для защиты последних от действия температур [3].

Керамика на основе стабилизированного кубического ZrO₂ находит применение при разработке высокотемпературного твердого оксидного топливного элемента в качестве материала электролита. Одним из наиболее перспективных электролитов считается кубический твердый раствор оксида иттрия в оксиде циркония [4]. Его основным недостатком считают низкую термостойкость, обусловленную большим значением коэффициента термического расширения, низкой теплопроводностью и невысокой прочность.

Литература:

1. Рутман Д.С., Торопов Ю.С., Плинер С.Ю. Высокоогнеупорные материалы из диоксида циркония . М.: Металлургия, 1985.

2. Акунова Л.Ф., Приблуда С.З. Материаловедение и технология производства художественных керамических изделий. М., 1979.

3. Акунова Л.Ф., Крапивин В.А. Технология производства и декорирование художественных керамических изделий. М., 1984.

4. Захаров А.И. Основы технологии керамики. М., 2002.