Исследование образования пластинчатых структур SrAl12O19 и их влияние на механические свойства керамических композиционных материалов системы Al2O3-ZrO2

В данном проекте приведены результаты исследований керамических материалов на основе оксида алюминия и диоксида циркония, содержащих гексаалюминат стронция. Субмикронные порошки α-Al2O3, 3Y-ZrO2 и SrO использовали в качестве исходных материалов. Методом рентгенофазового анализа установлен ступенчатый характер образования гексаалюмината стронция при нагреве композитов. Установлено, что в температурном диапазоне 900–1200 °С формируется промежуточное соединение моноалюминат стронция. Начало образования гексаалюмината стронция соответствует температуре 1200 °С. Завершается процесс образования SrAl12O19 в диапазоне температур 1400–1500 °С. Установлен эффект снижения размеров зерен алюмооксидной составляющей с увеличением содержания исходного порошка оксида стронция и, соответственно, гексаалюмината стронция. Оценено влияние малого количества гексаалюмината стронция (до 3 вес. %) на свойства керамики. При проведении испытаний на трещиностойкость по методу SEVNB наиболее высокие значения KIC зафиксированы при испытании образцов состава 47 вес. % Al2O3, 3 вес. % SrAl12O19 и 50 вес. % ZrO2 (9 МПа*м1/2). Выявленные механизмы продвижения трещин заключаются в транскристаллитном и интеркристаллитном разрушении алюмооксидных зерен, отклонении траектории распространения трещины, формировании трещин-сателлитов, разрушении пластин SrAl12O19.