Бричевський М. М. Утворення структури, механічна поведінка і киснево-йонна провідність кераміки на основі двоокису цирконію

Дисертаційна робота присвячена встановленню закономірностей впливу поруватості, розмірів ефективних складових структури та стану межі між ними на механічну поведінку і киснево-йонну провідність цирконієво-керамічних електролітів на прикладі 1Ce10ScSZ. В роботі проаналізовані особливості формування структури кераміки з вихідних порошків різної морфології та домішкового складу через вплив температури спікання на структуру, а саме на поруватість та розміри ефективних складових структури. Досліджена зміна механічної поведінки і електричної провідності електролітної кераміки, виготовленої з порошків кубічного двоокису цирконію 1Ce10ScSZ трьох різних типів, які відрізняються як за складом та розподілом домішок, так і властивостями первинних частинок та їхніх аґломератів. На прикладі твердих електролітів 1Ce10ScSZ, запропоновано узагальнену аналітичну залежність міцності від структурних складових, обумовлених властивостями порошків і температурою їхнього спікання, для різних мікромеханізмів руйнування кераміки. Визначено уявні енергії активації змін структурних параметрів і процесів, які відповідають за зміцнення чи знеміцнення. Встановлено, що вони змінюють свої значення в інтервалі температур спікання 1400-1450 °С, що корелює зі зміною переважного мікромеханізму руйнування. У хімічно чистій кераміці 1Ce10ScSZ з ростом температури спікання виявлено перехід між межовими комплексами, який приводить до стрибкоподібного падіння міцності та електричного опору. Встановлено, що для технічно чистої кераміки 1Ce10ScSZ вплив поруватості та розмірів структурних складових на загальну електричну провідність має місце лише в низькотемпературному інтервалі, що пояснюється наявністю суттєвого впливу стану меж поділу між ефективними складовими структури. Для високотемпературного інтервалу залежності від поруватості та розмірів складових структури не виявлено.