Phase transformations of precursors of oxide systems Al₂O₃–Zr₂–Ln xO_y (Ln = La, Ce, Nd, Dy) obtained by electrochemical method

Показано, что электрохимический синтез предшественников алюмоциркониевых оксидных систем, допированных лантаноидами, может быть реализован в коаксиальном бездиафрагменном электролизере-реакторе с растворимым алюминиевым анодом. Быстрое смешение реагентов за счет турбулентного вихревого движения электролита в результате интенсивного выделения водорода на центральном узкоцилиндрическом электроде позволяет получать предшественники алюмоциркониевых оксидных систем, допированные РЗЭ. Они состоят преимущественно из кристаллических фаз байерита с примесью прочих гидроксидов алюминия (нордстрандита, бемита), при этом соединения других элементов находятся в аморфном состоянии. При нагревании до 1100°C они трансформируются в оксидные системы алюминия и циркония (состоящие из θ-Al2O3, γ-Al2O3 и t-ZrO2). Присутствующие в исследуемых системах атомы РЗЭ – Y, La, Ce, Nd и Dy – стабилизируют t-ZrO2. В случае систем с иттрием и церием также образуются индивидуальные фазы оксидов этих элементов, а у лантансодержащей системы формируется сложный оксид La2Zr2O7, в то время как Nd и Dy занимают позиции в узлах кристаллической решетки, изоморфно замещая Zr4+. На это указывает уширение соответствующих рефлексов рентгеновских дифрактограмм, которое может быть обусловлено и искажениями кристаллической решетки диоксида циркония в результате замещения атомов металла атомами РЗЭ, что вызывает механические микронапряжения микрокристаллов фаз.