A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
CERAMIC COMPOSITE MATERIAL
FIELD: composite material.SUBSTANCE: invention relates to the production of a composite material with a matrix of zirconium dioxide stabilized in a tetragonal form and aluminum oxide. The material can be used for the manufacture of technical and medical products, in particular, as the basis of cutting tools for high-speed machining of various types of steel, cast iron, non-ferrous metals. Ceramic composite material on the basis of the charge, having a chemical composition (wt. %): 67,0≤ZrO2≤81,0; 6,3≤Yb2O3≤8.3; 10≤Al2O3≤25; 0.7≤SrO≤1.7, contains tetragonal zirconium dioxide stabilized by ytterbium (Yb)-TZP cations, aluminum oxide (corundum) and the compound SrAl12O19(strontium hexaaluminate), with the following phase ratio (vol.%): 78÷87 (Yb)-TZP, 3÷7 SrAl12O19, the rest is corundum. The ceramic composite material has a fine-grained microstructure, in which the long-prismatic grains of the SrAl12O19phase reach sizes of 250×1500 nm, static bending strength up to 900 MPa, crack resistance K1cup to 11 MPa·m1/2, micro-hardness HV of 13.0-13.5 GPa.EFFECT: creation of a ceramic composite material with a matrix of zirconium dioxide, which has a microstructure with grain sizes not exceeding 1500 nm, with high parameters of crack resistance, bending strength and increased micro-hardness.1 cl, 1 tbl, 3 ex, 5 dwg
Изобретение относится к получению композиционного материала с матрицей диоксида циркония, стабилизированного в тетрагональной форме, и оксида алюминия. Материал может быть использован для изготовления изделий технического и медицинского назначения, в частности, как основы режущего инструмента для быстродействующей механической обработки различных типов стали, чугуна, цветных металлов. Техническим результатом изобретения является создание керамического композиционного материала с матрицей диоксида циркония, обладающего микроструктурой с размерами зерен не выше 1500 нм, при высоких параметрах трещиностойкости, прочности при изгибе и повышенной величине микротвердости. Керамический композиционный материал на основе шихты, имеющей химический состав (мас. %): 67,0≤ZrO2≤81,0; 6,3≤Yb2O3≤8,3; 10≤Аl2O3≤25; 0,7≤SrO≤1,7, содержит тетрагональный диоксид циркония, стабилизированный катионами иттербия (Yb)-TZP, оксид алюминия (корунд) и соединение SrАl12O19(гексаалюминат стронция), при следующем соотношении фаз (об. %): 78÷87 (Yb)-TZP, 3÷7 SrAl12O19, остальное - корунд. Керамический композиционный материал имеет мелкозернистую микроструктуру, в которой длиннопризматические зерна фазы SrAl12O19достигают размеров 250×1500 нм, прочность при статическом изгибе до 900 МПа, трещиностойкость К1cдо 11 МПа⋅м, микротвердость HV 13,0-13,5 ГПа. 1 табл., 3 пр., 5 ил.
CERAMIC COMPOSITE MATERIAL
FIELD: composite material.SUBSTANCE: invention relates to the production of a composite material with a matrix of zirconium dioxide stabilized in a tetragonal form and aluminum oxide. The material can be used for the manufacture of technical and medical products, in particular, as the basis of cutting tools for high-speed machining of various types of steel, cast iron, non-ferrous metals. Ceramic composite material on the basis of the charge, having a chemical composition (wt. %): 67,0≤ZrO2≤81,0; 6,3≤Yb2O3≤8.3; 10≤Al2O3≤25; 0.7≤SrO≤1.7, contains tetragonal zirconium dioxide stabilized by ytterbium (Yb)-TZP cations, aluminum oxide (corundum) and the compound SrAl12O19(strontium hexaaluminate), with the following phase ratio (vol.%): 78÷87 (Yb)-TZP, 3÷7 SrAl12O19, the rest is corundum. The ceramic composite material has a fine-grained microstructure, in which the long-prismatic grains of the SrAl12O19phase reach sizes of 250×1500 nm, static bending strength up to 900 MPa, crack resistance K1cup to 11 MPa·m1/2, micro-hardness HV of 13.0-13.5 GPa.EFFECT: creation of a ceramic composite material with a matrix of zirconium dioxide, which has a microstructure with grain sizes not exceeding 1500 nm, with high parameters of crack resistance, bending strength and increased micro-hardness.1 cl, 1 tbl, 3 ex, 5 dwg
Изобретение относится к получению композиционного материала с матрицей диоксида циркония, стабилизированного в тетрагональной форме, и оксида алюминия. Материал может быть использован для изготовления изделий технического и медицинского назначения, в частности, как основы режущего инструмента для быстродействующей механической обработки различных типов стали, чугуна, цветных металлов. Техническим результатом изобретения является создание керамического композиционного материала с матрицей диоксида циркония, обладающего микроструктурой с размерами зерен не выше 1500 нм, при высоких параметрах трещиностойкости, прочности при изгибе и повышенной величине микротвердости. Керамический композиционный материал на основе шихты, имеющей химический состав (мас. %): 67,0≤ZrO2≤81,0; 6,3≤Yb2O3≤8,3; 10≤Аl2O3≤25; 0,7≤SrO≤1,7, содержит тетрагональный диоксид циркония, стабилизированный катионами иттербия (Yb)-TZP, оксид алюминия (корунд) и соединение SrАl12O19(гексаалюминат стронция), при следующем соотношении фаз (об. %): 78÷87 (Yb)-TZP, 3÷7 SrAl12O19, остальное - корунд. Керамический композиционный материал имеет мелкозернистую микроструктуру, в которой длиннопризматические зерна фазы SrAl12O19достигают размеров 250×1500 нм, прочность при статическом изгибе до 900 МПа, трещиностойкость К1cдо 11 МПа⋅м, микротвердость HV 13,0-13,5 ГПа. 1 табл., 3 пр., 5 ил.
CERAMIC COMPOSITE MATERIAL
КЕРАМИЧЕСКИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ
PODZOROVA LYUDMILA IVANOVNA (author) / ILICHEVA ALLA ALEKSANDROVNA (author) / PENKOVA OLGA IVANOVNA (author) / SIROTINKIN VLADIMIR PETROVICH (author)
2021-05-24
Patent
Electronic Resource
Russian
IPC:
C04B
Kalk
,
LIME
CERAMIC COMPOSITE MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCING CERAMIC COMPOSITE MATERIAL
| European Patent Office | 2017
COMPOSITE CERAMIC MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING COMPOSITE CERAMIC MATERIAL
| European Patent Office | 2022