АО «ОНПП «Технология» им. А. Г. Ромашина», Обнинск, Россия:
М. А. Майзик, инженер-технолог, эл. почта: mar-majzik@yandex.ru
Д. В. Харитонов, докт. техн. наук, заместитель директора научно-производственного комплекса по производственной деятельности

ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Москва, Россия:
Д. О. Лемешев, канд. техн. наук, доцент, декан факультета технологии неорганических веществ и высокотемпературных материалов
Д. Ю. Жуков, канд. техн. наук, доцент, советник ректора

Рассмотрены керамические материалы на основе диоксида циркония, перспективные для применения в металлургической промышленности, в частности в качестве разливочных стаканов-дозаторов для установки непрерывной разливки стали (УНРС) при разливке углеродистых и жаропрочных сталей. В качестве исходных для дальнейшего изготовления стаканов-дозаторов были получены следующие материалы, % (мас.): (ZrO₂ – 2 MgO; ZrO₂ – 2MgO – 1SiO₂ ; ZrO₂ – 2MgO – 1SiO₂ – 0,5Fe₂O₃). Изделия получали методом изостатического прессования, используя временную технологическую связку на основе поливинилового спирта. Спекание образцов проводили в воздушной атмосфере при Т = 1700 °C с выдержкой в течение 1 ч. Термостойкость вставок определяли в соответствии с ГОСТ 7875.0–2018. Обнаружено, что состав ZrO₂ – 2 % (мас.) MgO – 1 % (мас.) SiO₂ – 0,5 % (мас.) Fe₂O₃ имеет лучшие показатели по сравнению с другими исследуемыми составами. Выявлено, что выпадение мелкой линзоподобной тетрагональной фазы в крупном зерне моноклинной фазы способствует значительному увеличению количества пройденных теплосмен.

Работа выполнена при финансовой поддержке РХТУ имени Д. И. Менделеева. Номер проекта Г-2020-21.

1. Пат. 2379670 РФ. Электрохимический элемент и способ его изготовления / Е. А. Кораблева, В. С. Якушкина, Е. В. Некрасов, Н. Н. Саванина, М. Ю. Русин и др. ; заявл. 17.10.2008 ; опубл. 20.01.2010, Бюл. № 2.
2. Кораблева Е. А., Майзик М. А., Саванина Н. Н. Формирование пленочных структур твердого электролита // Новые огнеупоры. 2014. № 10. C. 47–50.
3. Tao L. A review of high-temperature electrochemical sensors based on stabilized zirconia // Solid State Ionics. 2015. Vol. 283. P. 91–102.
4. Persson A., Khaji Z., Klintberg L. Dynamic behaviour and conditioning time of a zirconia flow sensor for high-temperature applications // Sensors and Actuators A: Physical. 2016. Vol. 251. P. 59–65.
5. Бардаханов С. П., Емелькин В. А., Лысенко В. И., Номоев А. В., Труфанов Д. Ю. Получение и свойства керамики из нанопорошка диоксида циркония // Физика и химия стекла. 2009. Т. 35. № 5. С. 710–712.
6. Amiel S., Copin E., Sentenac T. et al. On the thermal sensitivity and resolution of a YSZ:Er3+/YSZ:Eu3+ fluorescent thermal history sensor // Sensors and Actuators A: Physical. 2018. Vol. 272. P. 42–52.
7. Liu H., Jiang S., Zhao X. et al. YSZ/Al₂O₃ multilayered film as insulating layer for high temperature thin film strain gauge prepared on Ni-based superalloy // Sensors and Actuators A: Physical. 2018. Vol. 279. P. 272–277.
8. Eichler J., Eisele U., Rodel J. Mechanical Properties of Monoclinic Zirconia // Journal of the American Ceramic Society. 2004. Vol. 87, Iss. 7. P. 1401–1403.
9. Bocanegra-Bernal M. H., Díaz de la Torre S. Phase transitions in zirconium dioxide and related materials for high performance engineering ceramics // Journal of Material Science. 2002. Vol. 37. P. 4947–4971.
10. Grosso R., Muccillo E. N. S., Castro R. H. R. Phase stability in scandiazirconia nanocrystals // Journal of the American Ceramic Society. 2017.Vol. 100, Iss. 5. P. 2199–2208.
11. Gibson I. R. Qualitative X-ray Diffraction Analysis of Metastable Tetragonal (t*) Zirconia // Journal of the American Ceramic Society. 2001. Vol. 84, Iss. 3. P. 615–618.
12. Glymond D., Vick M. J., Giuliani F. High-temperature fracture toughness of mullite with monoclinic zirconia // Journal of the American Ceramic Society. 2017. Vol. 100, Iss. 4. P. 1570–1577.
13. ГОСТ 2409–2014. Огнеупоры. Метод определения кажущейся плотности, открытой и общей пористости, водопоглощения. — Введ. 01.09.2015.
14. ГОСТ 7875.0–2018. Изделия огнеупорные. Общие требования к методам определения термической стойкости. — Введ. 01.04.2019.