Comparative Study of the Synthesis of Ceramic Composites Based on Lanthanum Orthophosphate

V. L. Ugolkov; Уголков В. Л.; L. A. Koptelova; Коптелова Л. А.; T. V. Khamova; Хамова Т. В.; L. P. Mezentseva; Мезенцева Л. П.; A. V. Osipov; Осипов А. В.

doi:10.31857/S0132665123600140

Сравнительный анализ синтеза керамических композитов на основе ортофосфата лантана

Авторы: Уголков В.Л.¹, Коптелова Л.А.¹, Хамова Т.В.¹, Мезенцева Л.П.¹, Осипов А.В.¹
Учреждения:
1. Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН
Выпуск: Том 49, № 4 (2023)
Страницы: 439-447
Раздел: Статьи
URL: https://rjonco.com/0132-6651/article/view/663332
DOI: https://doi.org/10.31857/S0132665123600140
EDN: https://elibrary.ru/SHAHQC
ID: 663332

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Рассмотрены два подхода к синтезу наноразмерных порошков-прекурсоров 0.5LaPO₄·nH₂O–0.5ZrO(OH)₂ и 0.5LaPO₄·nH₂O–0.5Y(OH)₃ для получения керамических композитов 0.5LaPO₄–0.5ZrO₂ и 0.5LaPO₄–0.5Y₂O₃. В первом случае золь-гель синтез компонентов (LaPO₄·nH₂O, ZrO(OH)₂ или Y(OH)₃) проводили раздельно обратным осаждением. Во втором случае использовали обратное осаждение, но без раздельного получения золей компонентов. Проведено сравнение результатов синтеза методом РФА, сравнение термического поведения порошков-прекурсоров методом ДСК/ТГ, а также величин микротвердости керамических композитов 0.5LaPO₄–0.5ZrO₂ и 0.5LaPO₄–0.5Y₂O₃.

Ключевые слова

золь-гель синтез, керамические композиты 0.5LaPO₄–0.5ZrO₂ и 0.5LaPO₄–0.5Y₂O₃, РФА, удельная поверхность, ДСК/ТГ, микротвердость по Виккерсу

Список литературы

Levi C.G. Emerging materials and processes for thermal barrier systems // Curr. Opin. Solid St. M. 2004. V. 8. № 1. P. 77–91.
Sujith S.S., Arun Kumar S.L., Mahesh K.V., Mohamed A.P., Ananthakumar S. Sintering and thermal shock resistance properties of LaPO4 based composite refractories // Trans. Indian Ceram. Soc. 2014. V. 73. № 2. P. 161‒164.
Wang Y., Liu H.-T., Cheng H.-F., Wang J. Research progress on oxide/oxide ceramic matrix composites // J. Inorg. Chem. 2014. V. 29. № 7. P. 673–680.
Orlova A.I., Ojovan M.I. Ceramic mineral waste-forms for nuclear waste immobilization // Materials. 2019. V. 12. № 16. Article number 2638 (45 p.)
Ojovan M.I., Lee W.E. New immobilising hosts and technologies. // In: An introduction to nuclear waste immobilisation (Second Edition). Elsevier Ltd., 2014. Chapter 18. P. 283–305.
Min W., Daimon K., Matsubara T., Hikichi Y. Thermal and mechanical properties of sintered machinable LaPO4–ZrO2 composites // Mater. Res. Bull. 2002. V. 37. № 6. P. 1107–1115.
Shijina K., Sankar S., Midhun M., Firozkhan M., Nair B.N., Warrier K.G., Hareesh U.N.S. Very low thermal conductivity in lanthanum phosphate–zirconia ceramic nanocomposites processed using a precipitation–peptization synthetic approach // New J. Chem. 2016. V. 40. № 6. P. 5333‒5337.
Sankar S., Raj A.N., Jyothi C.K., Warrier K.G.K., Padmanabhan P.V.A. Room temperature synthesis of high temperature stable lanthanum phosphate–yttria nano composite // Mater. Res. Bull. 2012. V. 47. № 7. P. 1835–1837.
Deepthi T., Balamurugan K. Effect of yttrium (20%) doping on mechanical properties of rare earth nano lanthanum phosphate (LaPO4) synthesized by aqueous sol-gel process // Ceram. Int. 2019. V. 45. № 15. P. 18229‒18235.
Mezentseva L., Osipov A., Ugolkov V., Kruchinina I., Maslennikova T., Koptelova L. Sol-gel synthesis of precursors and preparation of ceramic composites based on LaPO4 with Y2O3 and ZrO2 additions // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2019. V. 92. № 2. P. 427‒441.
Мезенцева Л.П., Осипов А.В., Криворучко Ю.А., Ловцова О.Ю., Коптелова Л.А. Керамические композиты на основе наноразмерного ортофосфата лантана и их свойства // Физ. хим. стекла. 2021. Т. 47. № 6. С. 678‒688.
Мезенцева Л.П., Осипов А.В., Уголков В.Л., Кручинина И.Ю., Иванова П.И., Хамова Т.В., Любимцев А.С. Керамические композиты на основе ортофосфата лантана и оксида алюминия: Получение и свойства // Физ. хим. стекла. 2022. Т. 48. № 3. С. 307‒324.
Патент РФ на изобретение № 2791913 “Способ получения керамических композитов на основе ортофосфата лантана”, заявка № 2022108547, приоритет изобретения 29.03.2022 г., зарегистрировано в Гос. реестре изобретений РФ 14 марта 2023 г., патентообладатель Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН, авторы Мезенцева Л.П., Осипов А.В., Масленникова Т.П., Кручинина И.Ю., Любимцев А.С., Акатов А.А.
Bregiroux D., Lucas S., Champion E., Audubert F., Bernache-Assollant D. Sintering and microstructure of rare earth phosphate ceramics REPO4 with RE = La, Ce or Y // J. Europ. Ceram. Soc. 2006. V. 26. № 3. P. 279–287.
Лавров А.В., Гузеева Л.С., Федоров П.М., Тананаев И.В. Образование метафосфатов циркония и гафния в расплавах фосфорных кислот // Неорг. матер. 1974. Т. 10. № 5. С. 851‒856.
Balamurugan K. Preparation and machining studies of LaPO4–Y2O3 ceramic matrix composite // PhD Thesis. 2017. Department of Mechanical Engineering. Kalasalingam University. (Kalasalingam Academy of Research and Education) Anand Nagar: Krishnankoil. 170 p.
Li Z., Liu J., Li S., Du H. Microstructure, mechanical properties and thermal shock resistance of ZrO2–LaPO4 composite // J. Alloys Comps. 2009. V. 480. № 2. P. 863–866.