Трансформационно-индуцированная пластичность наноструктурированной композиционной керамики на основе диоксида циркония

Целью диссертационной работы явилась разработка состава наноструктурированной композиционной циркониевой керамики, сочетающей высокие показатели механических свойств с трансформационно-индуцированной пластичностью, комплексное исследование ее структурно-фазовых преобразований и развитие физических представлений о механизмах проявления пластичности при комнатной температуре. При этом был решен ряд задач: 1) Адаптирован метод «Бразильского теста» для диагностики предела прочности на растяжение композиционных керамик на основе ZrO2. С помощью этого метода исследованы закономерости влияния добавки диоксида кремния (в диапазоне от 0 до 6 мол.%), образующего наноразмерные межзеренные прослойки, на предел прочности на растяжение и на предельную деформацию при растяжении циркониевой керамики (стабилизированной оксидом кальция), упрочненной оксидом алюминия (ATZS керамики). 2) Экспериментально исследованы закономерности влияния концентрации диоксида кремния (в диапазоне от 0 до 6 мол.%) на характер деформации и прочностные характеристики наноструктурированной кремнийсодержащей ATZS керамики в процессе одноосного сжатия при комнатных температурах. Определен диапазон концентраций SiO2 в ATZS керамике, при котором она может не упруго деформироваться при комнатных температурах. 3) Установлена физическая природа доминирующего механизма не упругой деформации наноструктурированной кремнийсодержащей ATZS керамики в процессе одноосного сжатия при комнатной температуре. 4) Проведена экспериментальная оценка возможности восстановления наноструктурных особенностей (средних размеров кристаллитов t-ZrO2) и/или фазового состава пластически деформированной кремнийсодержащей ATZS керамики и ее способности к повторной пластической деформации посредством термической обработки. 5) Детально исследованы микро- наноструктура, рельеф поверхности и фазовый состав кремнийсодержащей ATZS керамики на характерных стадиях деформирования одноосным сжатием при комнатной температуре и последующей термообработки. 6) С привлечением методов сканирующей электронной микроскопии высокого разрешения и энергодисперсионного микроанализа установлены наноструктурные особенности распределения кремния (кремнийсодержащих соединений) по объему ATZS керамики. 7) Развиты модельные представления о роли добавки диоксида кремния и формируемых им наноструктурных особенностей в комплексном улучшении механических свойств композиционных керамик на основе ZrO2 и в трансформационно-индуцированной пластичности при комнатной температуре.