STUDY OF THE EFFECT OF TiO2 NANOADDITIVES ON THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES, STRUCTURE AND PHASE COMPOSITION OF (BeO + TiO2)-CERAMICS: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.01.005

Людмила Иосифовна  Квеглис; Александр Викторович  Павлов; Алексей Владимирович  Джес

Авторы

Людмила Иосифовна Квеглис Сибирский федеральный университет, пр. Свободный, 79, 660041, Красноярск, Россия https://orcid.org/0000-0002-6850-354X
Александр Викторович Павлов Восточно-Казахстанский университет им. С. Аманжолова, ул. 30-ой Гвардейской дивизии, 34, 070002, Усть-Каменогорск, Республика Казахстан https://orcid.org/0000-0002-3514-9476
Алексей Владимирович Джес Восточно-Казахстанский технический университет им. Д. Серикбаева, ул. Протозанова, 69, 070004, Усть-Каменогорск, Республика Казахстан https://orcid.org/0000-0002-8172-8073

Ключевые слова:

наночастицы TiO2, оксид бериллия, диоксид титана, рутил, керамика, физико-механические свойства, кристалл, микроструктура, спекание, кристаллическое строение, фазовый состав

Аннотация

В настоящем исследовании представлены результаты влияния количества нано размерных частиц TiO₂ (0,1-2,0 мас.%) и температуры обжига на физико-механические свойства, структуру и фазовый состав оксидно-бериллиевой керамики состава (ВеО + TiO₂) изготовленной из порошков микронного размера. Показано, что присутствие наночастиц TiO₂ способствует увеличению плотности спеченной керамики. Данный эффект достигается вследствие взаимопроникновения фаз ВеО – TiO₂и увеличения дефектности структуры. Понижение энергии активации процессов обмена мест в зоне границы зерен может быть объяснено связью между диффузией и дефектами строения решетки. Диффузия вдоль границы зерен происходит быстрее, чем в ненарушенной. Присутствие наночастиц также способствует самозалечиванию микропор, что может быть объяснено блокированием наночастицами определенной доли границ раздела между частицами ВеО и созданием диффузионного барьера. Инжекция вакансий внутрь кристалла, повышает свободную энергию системы, делает термодинамически невыгодным его рост, в определенном интервале размеров. Как показано в настоящем исследовании, повышение температуры спекания керамики, способствует трансформации кристаллической структуры TiO₂ в более проводящую Ti₃O₅ с орторомбической структурой. Возникновение электропроводящей фазы, как правило, сопровождается поглощением электромагнитного излучения. Синтезированная керамика актуальна для нужд радио-электронной промышленности: электровакуумные приборы СВЧ – ЭВП, усилители, лампы бегущей и обратной волны, клистроны, клистроды, гироприборы; твердотельные приборы СВЧ; модули СВЧ; комплексированные изделия СВЧ с применением в своем составе ЭВП СВЧ, твердотельных дискретных приборов и модулей СВЧ.