Actual Problems in Machine Building 2014 No. 1

Materials Science in Machine Building I International Scientific and Practical Conference « Actual Problems in Machine Building » ________________________________________________________________ 474 дефектов материала, сохранившихся на этапе прессования, с другой стороны обеспечить протекание диффузионного механизма спекания и исключить миграционные процессы, способствующий ускоренному росту зерен. Одним из существующих способов сохранения мелкозернистой структуры керамики на этапе спекания является использование частиц второй фазы. Данные частицы, располагаясь по границам зерен основного материала, являются сдерживающими барьерами растущих в процессе термической обработки зерен. С целью повышения уровня прочностных свойств алюмооксидной керамики в работе было проведено исследование влияния легирующей добавки диоксида циркония на структуру и свойства материала. Методика экспериментального исследования Исследования проведодились на образцах алюмооксидной и алюмоциркониевой керамики, подготовленных по технологии с использованием сухого одноосного прессования. В качестве основного материала использовали оксид алюминия марки CT 3000 SG ( Almatis ) с размером частиц d 50 = 0,5 мкм и d 90 = 2,0 мкм. Материалом легирующей добавки служил порошок диоксида циркония, частично стабилизированный 5,5 вес. % Y 2 O 3 , марки PSZ- 5.5 YS ( Stanford Materials ). Технология изготовления керамических образцов состояла из следующих этапов: подготовка стабильной водной суспензии, гранулирование (сушка суспензии с последующим дроблением конгломератов), просев на системе вибросит до получения фракции 100 – 250 мкм, одноосное прессование при давлении 90 МПа и спекание. Диспергирование порошкового сырья производили в течение 24 часов в шаровой мельнице при скорости вращения полимерного барабана 90 об./мин. В качестве мелющих тел использовали шары диаметром 2,8 мм, изготовленные из диоксида циркония. Загрузка мельницы составляла ≈ 50 об. %, при этом соотношение мелющих тел к порошку составляло 5:1 по массе. В качестве диспергатора использовали DolapixCE 64 ( Zschimmer&Schwarz ) в количестве 0,5 % от массы сухого порошка. Согласно результатам гранулометрического анализа установлено, что для алюмооксидной суспензии d 50 ≈ 0,52 мкм, d 90 ≈ 1,13 мкм, для диоксид циркониевой суспензии d 50 ≈ 0,48 мкм и d 90 ≈ 1,17 мкм. При изготовлении композиционной керамики подготовку алюмооксидной и диоксид циркониевой суспензий производили раздельно с последующим смешиванием в пропорции, обеспечивающей формирование в спеченных образцах 20 масс. % 3 Y-ZrO 2 . Спекание образцов производили в лабораторной печи LHT 02/17 ( Nabertherm ) в соответствии со следующим режимом: скорость нагрева и