Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 62, Issue: 3, 2010
  • pp: 328-334

download: article (EN)

Manufacturing and Properties of Ceramics Originated from Zirconia-Ceria Nanopowders Doped with Yttria

Abstract (EN)

Ceria-zirconia nanopowders doped with yttrium(III) oxide were prepared by a soft chemistry route. A concentration of ceria in the 8 mol% yttria-zirconia nanopowder changed from 0 % to 100 %. In the route, a water solution of zirconium(IV) oxychloride, yttrium(III) chloride and cerium(III) nitrate was treated with ammonia to co-precipitate a deposit, which was calcined for 2 h at 900°C in air to obtain crystalline nanopowder. Consolidation of the nanopowders was performed by means of cold isostatic pressing under 220 MPa and natural sintering for 2 h at 1550°C in air.

The effects of the ceria concentration on properties of both yttria-zirconia-ceria nanopowders and bulk materials were investigated by TG-DTA, XRD, BET, SEM and Vickers’ indentation. The thermal behaviour of co-precipitated materials, crystal structure and crystallite size of the nanopowders, evolution of the microstructure and mechanical properties of the bulk materials were found to depend on ceria concentration.

Keywords (EN): CeO2, ZrO2, Microstructure final, Mechanical properties, Nanopowder

Wytwarzanie i właściwości ceramiki otrzymanej z nanoproszków cyrkoniowo-ceriowych domieszkowanych tlenkiem itru(III)

Pyda W., Marchlewska A., Bućko M.M., Pyda A.

Abstract (PL)

Nanoproszki cero-cyrkoniowe domieszkowane tlenkiem itru(III) wytworzono za pomocą metody chemii miękkiej. Stężenie CeO2 w nanoproszku 8 % mol. Y2O3-ZrO2 zmieniało się od 0 % do 100 %. W zastosowanej metodzie preparatyki, wody roztwór tlenochlorku cyrkonu(IV), chlorku itru(III) i azotanu ceru(III) zadawano wodnym roztworem amoniaku, aby współstrącić osad, który kalcynowano przez 2 h w 900°C w powietrzu, w celu uzyskania krystalicznego nanoproszku. Konsolidację nanoproszków przeprowadzono drogą prasowania izostatycznego na zimno przy ciśnieniu 220 MPa i następczego spiekania swobodnego przez 2 h w 1550°C w powietrzu.

Wpływy stężenia CeO2 na właściwości zarówno nanoproszków w badanym układzie Y2O3-ZrO2-CeO2, jak i spieczonych materiałów zbadano za pomocą metod  TG-DTA, XRD, BET, SEM oraz nakłuwania wgłębnikiem Vickersa.’ Stwierdzono, że zachowanie podczas obróbki cieplnej współstrąconych osadów, struktura krystaliczna i rozmiar krystalitów nanoproszków, ewolucja mikrostruktury i właściwości mechanicznych spieczonych materiał zależą od stężenia tlenku ceru(III).

Keywords (PL): CeO2, ZrO2, mikrostruktura finalna, właściwości mechaniczne, nanoproszek

return…