Випуски

 / 

2009

 / 

том 7 / 

випуск 2

 



Скачать полную версию статьи (в PDF формате)

И. П. Быков, А. Б. Брик, В. В. Бевз, Т.Е. Константинова, И. А. Ящишин
«Радиоспектроскопические исследования наноразмерных порошков диоксида циркония »
0543–0572 (2009)

PACS numbers: 71.70.Jp, 73.20.Mf, 73.22.Lp, 76.30.-v, 77.84.Bw, 81.05.Je, 81.07.Wx

Методами електронного парамагнетного і протонного магнетного резонансів досліджено нанорозмірні порошки ZrO2 із різним складом домішок. Основну увагу приділено сиґналам ЕПР від йонів Zr3? (зразки без домішок хрому), йонів Cr5? (зразки з домішками хрому), а також сиґналам від поляронів, льокалізованих на поверхні наночастинок. Знайдено та вивчено ряд нових ефектів, які мають як фундаментальне, так і прикладне значення. Встановлено, що, хоча радіоспектроскопічні характеристики йонів Zr3? та Cr5? подібні, вплив відпалювання на їх ЕПР-сиґнали істотно різний. Відпалювання в інтервалі температур 200–900?C призводить до монотонного збільшення кількости йонів Zr3?. Температура відпалювання, за якої з’являються сиґнали ЕПР від йонів Zr3?, для зразків з різним складом домішок є неоднаковою. Криві відпалювання сиґналів ЕПР, зумовлених йонами Cr5?, мають екстремум при T???500–600?C. При цьому температура, за якої з’являються сиґнали від йонів Cr5+, а також швидкість зменшення цих сиґналів при T???600 ?C залежать від кількости домішок у досліджених зразках. Проаналізовано вплив вакансій кисню, гідроксильних груп, дифузії домішок, а також фазових перетворень у ZrO2 на ЕПР-характеристики йонів Zr3? та Cr5?. За допомогою ЕПР йонів Cr5? знайдено ефект, пов’язаний із впливом ітрію на внутрішні механічні напруження, які виникають у нанорозмірних частинках ZrO2. Показано, що йони Cr5? можуть бути використані в якості маркерів, що несуть інформацію про механічні напруження у структурі діоксиду цирконію. Встановлено, що під впливом Рентґенового опромінення має місце радіяційно-стимульоване окиснення йонів хрому (Cr3????Cr5?). Відпалювання зразків в атмосфері водню при Т???250?C призводить до істотного зменшення кількости йонів хрому у зарядовому стані Cr5?. Але наступне відпалювання цих зразків в атмосфері повітря призводить до зростання кількости йонів Cr5?. Відпалювання у водні призводить також до появи сиґналу ЕПР від поляронів, пов’язаних з електропровідними областями, які формуються на поверхні наночастинок. Обговорено механізми та фізичну сутність зазначених ефектів. Показано, що одержані результати можуть бути використані для оптимізації технологій синтези, а також тестування матеріялів і технічних виробів, виготовлених на основі діоксиду цирконію.

©2003—2019 наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова Національної академії наук України.
Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції про збірник Угода користувача