INFLUENCE OF NANOSCALE ADDITIVES ON THE SINTERING TEMPERATURE OF ALUMINUM OXIDE
- Authors: Ostroushko A.A.1, Vylkov A.I.1, Zhulanova T.Y.1, Russkikh O.V.1, Tonkushina M.O.1, Beketov I.V.1
-
Affiliations:
- Ural Federal University
- Issue: No 15 (2023)
- Pages: 799-806
- Section: Physical and chemical foundations of nanotechnology
- URL: https://journals.rcsi.science/2226-4442/article/view/378512
- DOI: https://doi.org/10.26456/pcascnn/2023.15.799
- EDN: https://elibrary.ru/JVHIHS
- ID: 378512
Cite item
Full Text
Abstract
As an initial sample of aluminum oxide, we used material of industrial production for the manufacture of ceramic products. Aluminum oxide powders were prepared as additives introduced into the basic material in an amount of 3% by mass obtained by electric wire explosion as well as in combustion reactions of nitrate-polymer precursor based on polyvinyl alcohol. The obtained additives were characterized in terms of the structure and particle morphology. The samples of the first type included a mixture of different modifications of aluminum oxide, the second type included hydrated aluminum oxide. The first two samples consisted mainly of unaggregated spherical nanoparticles with specific surface area of 20 and 69 m2/g, and the powder obtained in combustion reactions contained flat flake particles, it had a specific surface area of 8 m2/g. The introduction of nano-sized additives led to a shift of the dilatometric sintering curve of compacted samples to lower temperatures, up to 140 degrees maximum. The sample with the largest specific surface was more active in lowering the sintering temperature. The result obtained for the pyrolytically synthesized additive was comparable with the above-mentioned shift in the sintering curve.
About the authors
Alexander A. Ostroushko
Ural Federal UniversityEkaterinburg, Russia
Alexey I. Vylkov
Ural Federal UniversityEkaterinburg, Russia
Tatiana Yu. Zhulanova
Ural Federal UniversityEkaterinburg, Russia
Olga V. Russkikh
Ural Federal UniversityEkaterinburg, Russia
Margarita O. Tonkushina
Ural Federal UniversityEkaterinburg, Russia
Igor V. Beketov
Ural Federal UniversityEkaterinburg, Russia
References
- Xue, L.A. Low-temperature sintering of alumina with liquid-forming additives / L.A. Xue, I.-W. Chen // Journal of the American Ceramic Society. - 1991. - V. 74. - I. 8. - P. 2011-2013. doi: 10.1111/j.1151-2916.1991.tb07825.x
- Dhuban, S.B. Sintering behaviour and properties of manganese-doped alumina / S.B. Dhuban, S. Ramesh, C.Y. Tan et al. // Ceramics International. 2019. - V. 45. - I. 6. - P. 7049-7054. doi: 10.1016/j.ceramint.2018.12.207.
- Гольдберг, М.А. Создание новых керамических материалов на основе диоксида циркония и оксида алюминия для медицинских применений / М.А. Гольдберг, В.В. Смирнов, С.М. Баринов // В книге: Институт металлургии материаловедения им. А.А. Байкова РАН - 80 лет. Сборник научных трудов. - М.: Интерконтакт Наука, 2018. - C. 286-292. doi: 10.30791/978-5-902063-58-2-286-292.
- Номоев, А.В. Сверхмикротвердость керамики на основе нанодисперсных порошков оксида алюминия с добавками нанопорошков оксидов магния и кремния / А.В. Номоев / Письма в журнал технической физики. - 2010. - Т. 36. - Вып. 21. - C. 46-53.
- Матренин, С.В. Активирование спекания оксидной керамики добавками нанодисперсных порошков / С.В. Матренин, А.П. Ильин, Л.О. Толбанова, Е.В. Золотарева / Известия Томского политехнического университета. - 2010. - Т. 317. - № 3. - С. 24-28.
- Оболкина, Т.О. Интенсификация спекания и упрочнение керамических материалов ZrO2-Al2O3 введением оксида Fe / Т.О. Оболкина, М.А. Гольдберг, В.В. Смирнов и др. // Неорганические материалы. - 2020. - Т. 56. - № 2. - С. 192-199. doi: 10.31857/S0002337X20020153.
- Бучилин, Н.В. Особенности спекания высокопористых керамических материалов на основе оксида алюминия / Н.В. Бучилин, Г.Ю. Люлюкина / Авиационные материалы и технологии. - 2016. - № 4(45).- С. 40-46. doi: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-40-46.
- Kotov, Yu.A. Electric explosion of wires as a method for preparation of nanopowders / Yu.A. Kotov / Journal of Nanoparticle Research. - 2003. - V. 5. - I. 5-6. - P. 539-550. doi: 10.1023/B:NANO.0000006069.45073.0b.
- Ostroushko, A.A. Charge generation during the synthesis of doped lanthanum manganites via combustion of organo-inorganic precursors. / A.A. Ostroushko, O.V. Russkikh, T.Y Maksimchuk / Ceramics International.- 2021. - V. 47. - I. 15. - P. 21905-21914. doi: 10.1016/j.ceramint.2021.04.208.
- Остроушко, А.А. Факторы, определяющие термохимическое генерирование зарядов в реакциях горения нитрат-органических прекурсоров материалов на основе манганита лантана и диоксида церия / А.А. Остроушко, Т.Ю. Максимчук, А.Е. Пермякова, О.В. Русских // Журнал неорганической химии.- 2022. - Т. 67. - Вып. 6. - С. 727-738. doi: 10.31857/S0044457X22060186.
- Остроушко, А.А. Синтез нанопорошков манганита лантана в реакциях горения под действием электромагнитного поля / А.А. Остроушко, Т.Ю. Жуланова (Максимчук), Е.В. Кудюков, И.Д. Гагарин, О.В. Русских / Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - Вып. 14. - С. 215-222. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.820.
- Садовников, С.И. Влияние размера частиц и удельной поверхности на определение плотности нанокристаллических порошков сульфида серебра Ag2S / С.И. Садовников, А.И. Гусев / Физика твердого тела. - 2018. - Т. 60. - Вып. 5. - С. 875-878. doi: 10.21883/FTT.2018.05.45780.313.
Supplementary files
