Горелов В.П.1, Беляков С.А.1, Абдурахимова Р.К.1
1Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия
Email: gorelov@ihte.uran.ru, bca2@mail.ru, arianaboimuradova@yandex.ru
Поступила в редакцию: 30 ноября 2022 г.
В окончательной редакции: 30 ноября 2022 г.
Принята к печати: 6 декабря 2022 г.
Выставление онлайн: 11 февраля 2023 г.
Диоксид циркония ZrO2 относится к важнейшим современным материалам, но его использование сталкивается с проблемой сложного полиморфизма. Общепринятым считается, что при нормальных условиях он существует в моноклинной форме P2_1/c (N 14), которая при нагреве выше 1000oС испытывает растянутое мартенситное превращение в тетрагональную форму P4_2/nmc (N 137). Однако теоретико-групповой анализ запрещает прямой переход между указанными пространственными группами и требует, как минимум, двух промежуточных форм. Эксперимент, проведенный в настоящей работе с использованием структурно-чувствительных методов (дилатометрия и электропроводность), действительно выявил существование особых точек на температурных зависимостях расширения и проводимости в области температур 350±20 и 730±20oС. Это согласуется с литературными данными, демонстрирующими особые точки на температурных зависимостях параметров моноклинной решетки ZrO2. По данным дилатометрии, указанные переходы являются фазовыми переходами второго рода, что коррелирует с полученными данными спектроскопии комбинационного рассеяния света (измерение при температурах до 900oС в интервале 60-900 cm-1), показывающими, что локальная структура изменяется слабо, следовательно, переходы протекают в рамках моноклинной сингонии. Ключевые слова: ZrO2, моноклинные фазы, фазовые переходы, дилатометрия, электропроводность, КРС. DOI: 10.21883/FTT.2023.03.54747.541
- P.P. Fedorov, E.G. Yarotskaya. Condens. Matter Interphases 23, 169 (2021)
- M. Yashima, M. Kakihana, M. Yoshimura. Solid State Ion. 86--88, 1131 (1996)
- T. Liu, X. Zhang, X. Wang, J. Yu, L. Li. Ionics 22, 2249 (2016)
- K. Pokrovski, K.T. Jung, A.T. Bell. Langmuir 17, 4297 (2001)
- S.R. Teeparthi, E.W. Awin, R. Kumar. Sci. Rep. 8, 5541 (2018)
- G. Wang, F. Meng, C. Ding, P.K. Chu, X. Liu. Acta Biomater. 6, 990 (2010)
- H. Arashi, M. Ishigame. Phys. Stat. Sol. A 71, 313 (1982)
- S. Block, J.A.H. Da Jornada, G.J. Piermarini. J. Am. Ceram. Soc. 68, 497 (1985)
- O. Ohtaka, H. Fukui, T. Kunisada, T. Fujisawa, K. Funakoshi, W. Utsumi, T. Irifune, K. Kuroda, T. Kikegawa. Phys. Rev. B 63, 174108 (2001)
- H. Wu, Y. Duan, K. Liu, D. Lv, L. Qin, L. Shi, G. Tang. J. Alloys Compd. 645, 352 (2015)
- H. Fukui, M. Fujimoto, Y. Akahama, A. Sano-Furukawa, T. Hattori. Acta Crystallogr. 875, 742 (2019)
- J. Adams, M.D. Rogers. Acta Crystallogr. 12, 951 (1959)
- C. Ruff, F. Ebert. Z. Anorg. Allg. Chem. 180, 19 (1929)
- G.B. Wolten. J. Am. Ceram. Soc. 46, 418 (1963)
- G.B. Wolten. Acta Crystallogr. 17, 763 (1964)
- L.L. Fehrenbacher, L.A. Jacobson. J. Am. Ceram. Soc. 48, 157 (1965)
- G.K. Bansal, A.H. Heuer. Acta Metallurgica 22, 409 (1974)
- S.T. Buljan, H.A. McKinstry, V.S. Stubican. J. Am. Ceram. Soc. 59, 351 (1976)
- I.-W. Chen, Y.-H. Chiao. Acta Metallurgica 33, 1827 (1985)
- R.H.J. Hannink, P.M. Kelly, B.C. Muddle. J. Am. Ceram. Soc. 83, 461 (2000)
- D. Simeone, G. Baldinozzi, G. Gosset, M. Dutheil, A. Bulou, T. Hansen. Phys. Rev. B 67, 064111 (2003)
- G. Trolliard, D. Mercurio, J.M. Perez-Mato. Z. Kristallogr. 226, 264 (2011)
- W.L. Baun. Science 140, 1330 (1963)
- R.N. Patil, E.C. Subbarao. Acta Crystallogr. 26, 535 (1970)
- H.S. Maiti, K.V.G.K. Gokhale, E.C. Subbarao. J. Am. Ceram. Soc. 55, 317 (1972)
- M. Ishigame, T. Sakurai. J. Am. Ceram. Soc. 60, 367 (1977)
- J.-L. You, G.-C. Jiang, S.-H. Yang, J.-C. Ma, K.-D. Xu. Chin. Phys. Lett. 18, 991 (2001)
- R.P. Haggerty, P. Sarin, Z.D. Apostolov, P.E. Driemeyer, W.M. Kriven. J. Am. Ceram. Soc. 97, 2213 (2014)
- M.R. Gauna, M.S. Conconi, S. Gomez, G. Suarez, E.F. Aglietti, N.M. Rendtorff. Ceram. --- Silik. 59, 318 (2015)
- A. Vasilevskaya, O.V. Almjasheva, V.V. Gusarov. J. Nanoparticle Res. 18, 188 (2016)
- D.A. Ward, E.I. Ko. Chem. Mater. 5, 956 (1993)
- Ю.Э. Китаев, А.Г. Панфилов, E.S. Tasci, M.I. Aroyo. ФТТ 57, 2228 (2015)
- R.A. Evarestov, Yu.E. Kitaev. J. Appl. Crystallogr. 49, 1572 (2016)
- С.И. Новикова. Тепловое расширение твердых тел. Наука, M. (1974). 287 с
- E.Y. Fogaing, M. Huger, C. Gault. J. Eur. Ceram. Soc. 27, 1843 (2007)
- R. Laquai, F. Gouraud, B.R. Muller, M. Huger, T. Chotard, G. Antou, G. Bruno. Materials 12, 1017 (2009)
- P. Kofstad, D.J. Ruzicka. J. Electrochem. Soc. 110, 181 (1963)
- Y. Suzuki. Solid State Ion. 81, 211 (1995)
- R.N. Patil, E.C. Subbarao. J. Appl. Crystallogr. 2, 281 (1969)
- Ю.К. Воронько, А.А. Соболь, В.Е. Шукшин. ФТТ 49, 1871 (2007)
- A.P. Mirgorodsky, M.B. Smirnov, P.E. Quintard. J. Phys. Chem. Solids 60, 985 (1989)
- В.П. Горелов. ФТТ 61, 1345 (2019)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.