Москва, г. Москва и Московская область, Россия
ВАК 2.6.8 Технология редких, рассеянных и радиоактивных элементов
УДК 546.831 Цирконий
ББК 342 Металловедение
Цель данного исследования заключается в систематизации существующих данных о характеристиках оксида циркония (ZrO2), полученного различными методами синтеза, с акцентом на сравнительный анализ его свойств и влияние методов на практическое применение. Задача статьи — рассмотреть основные этапы синтеза и оценить физико-химические свойства оксида циркония, включая механическую прочность, термическую стабильность и морфологические характеристики. Методы исследования включают систематический обзор литературы с использованием баз данных, таких как Scopus и Web of Science, а также анализ экспериментальных данных. Новизна работы заключается в выявлении взаимосвязи между методами синтеза и характеристиками полученного материала, что открывает новые возможности для его применения в различных отраслях, включая медицину и материаловедение. Результаты исследования показывают, что гидротермальный и солевой методы обеспечивают оптимальные параметры для создания высококачественных изделий. Выводы подчеркивают необходимость дальнейшего изучения свойств оксида циркония и разработки экологически чистых методов его получения, что может значительно расширить сферы его практического применения. Рекомендуется междисциплинарное взаимодействие специалистов для создания инновационных технологий на основе оксида циркония.
оксид циркония, методы, синтез, характеристики, материалы, стабильность, свойства, микроструктура
1. Sabbarao E. C. Zirconia - an overview. In: Proc. First Int Conf.: Science and Technology of Zirconia. Cleveland, Ohio; 1981. p. 1-24.
2. Maar J. H. Martin Heinrich Klaproth (1743-1817), a Great, Somewhat Forgotten, Chemist // Substantia. 2023. Vol. 7(2). P. 161-178. doi:10.36253/ Substantia-2125
3. Wisniak J. Jöns Jakob Berzelius A Guide to the Perplexed Chemist // Chem. Educ. 2000. Vol.5. P.343-350. doihttps://doi.org/10.1007/s00897000430a.
4. Федоров П. П., Яроцкая Е. Г. Диоксид циркония. Обзор. Конденсированные среды и межфазные границы. 2021. №. 23(2). С. 169–187. doihttps://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3427
5. Обзор циркониевой отрасли России: состояние, проблемы обеспечения сырьем / В.Ю. Хатьков, Г.Ю. Боярко, Л.М.Болсуновская, и др. // Горные науки и технологии. 2023. №. 8(2). С. 128–140. doihttps://doi.org/10.17073/2500-0632-2023-02-83
6. Раков Э. Г. Цирконий. Химическая энциклопедия в 5 т. Зефиров Н. С. (гл. ред.). М.: Большая Российская энциклопедия; 1998(5). c. 384-783.
7. Eliwa A. A., Mubark A. E. Effective sorption of U(VI) from chloride solutions using zirconium silico-tungstate matrix. International Journal of Environmental Analytical Chemistry. 2021. Vol. 103(16). P. 4079–4097. doihttps://doi.org/10.1080/03067319.2021.1921762
8. Варрик Н.М., Ивахненко Ю.А. Особенности получения волокна оксида циркония (обзор). Труды ВИАМ. 2015. №10. С. 46-52.
9. Wear Behaviour of Monolithic Zirconia Against Human Enamel – A Literature Review / Badarneh A., Choi J. J. E., Lyons K., et al.// Biotribology. 2022. Vol. 32. P. 100224. ISSN 2352-5738. doihttps://doi.org/10.1016/j.biotri.2022.100224.
10. Fontolliet A., Al-Haj Husain N., Özcan M. Wear analysis and topographical properties of monolithic zirconia and CoCr against human enamel after polishing and glazing procedures. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 2020. Vol. 105. P. 103712. ISSN 1751-6161.
11. Analysis of the Surface Condition and Changes in Crystallographic Structure of Zirconium Oxide Affected by Mechanical Processing / Regulska K, Januszewicz B, Klimek L, et al.//Materials. 2021. Vol. 14(14). P. 4042. doihttps://doi.org/10.3390/ma14144042
12. Agista M.N., Guo K., Yu Z. A State-of-the-Art Review of Nanoparticles Application in Petroleum with a Focus on Enhanced Oil Recovery. Applied Sciences. 2018. Vol. 8(6). P.871. doihttps://doi.org/10.3390/app8060871
13. Kim H. Manufacturing and Properties of Various Ceramic Embedded Composite Fabrics for Protective Clothing in Gas and Oil Industries Part I: Anti-Static and UV Protection with Thermal Radiation. Coatings. 2023. Vol. 13(9). P. 1481. doihttps://doi.org/10.3390/coatings13091481
14. A review on the effect of metal oxide nanoparticles on tribological properties of biolubricants / P. Uniyal, P. Gaur, J. Yadav, et al.// ACS Omega. 2024. Vol. 9(11). P. 12436–12456. doihttps://doi.org/10.1021/acsomega.3c08279
15. Oxide-Containing Mineral Fibers: Types, Manufacturing Methods, Applications, and Producers (Review) / B.L. Krasnyi, K.I. Ikonnikov, D.O. Lemeshev, et al. // Glass Ceram. 2022. Vol. 79. P. 28–36. doihttps://doi.org/10.1007/s10717-022-00448-7
16. Application of nanoadsorbents for removal of lead from water / M. Bhatia, R. Satish Babu, S.H. Sonawane, et al.// International Journal of Environmental Science and Technology. 2017. Vol. 14. P. 1135–1154. doihttps://doi.org/10.1007/s13762-016-1198-6.
17. Oxide-containing mineral fibers: types, methods of production, application and manufacturers (review) / B. L. Krasnyi, K. I. Ikonnikov, D. O. Lemeshev, et al.// Steklo I keramika. 2022. Vol. 95(1). Р. 39-50. (in Russ). doihttps://doi.org/10.14489/glc.2022.01.pp.039-050
18. Керамические материалы на основе диоксида циркония / А. О. Жигачев, Ю. И. Головин, А. В. Умрихин, и др. Под общей редакцией Ю. И. Головина. М.: Техносфера; 2018. 357 с.
19. Филиппова Л. С., Пикалов Е. С. Исследование физико-механических свойств цирконийсодержащей керамики с повышенной термической и химической стойкостью // Инженерный вестник Дона. 2023. № 3(99). С. 327-338. EDN FUHEWD.
20. Дорохов А. А. Разработка теплоизоляционного материала на основе оксида циркония из газовой фазы и каркаса из оксида алюминия // Гагаринские чтения 2024: Сборник тезисов докладов 50-ой Международной молодежной научной конференции. Москва: ООО «Издательство «Перо», 2024. С. 587-588. EDN ACSOKW.
21. Zirconium oxide (ZrO2) nanoparticles from antibacterial activity to cytotoxicity: A next-generation of multifunctional nanoparticles / N. Tabassum, D. Kumar, D.Verma, et al.// Materials Today Communications. 2021. Vol. 26. Р.102156. ISSN 2352-4928. doihttps://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2021.102156.
22. Ali A.H. Production of highly purified zirconium oxide from zircon mineral leach liquor using bis-(2-ethylhexyl) phosphate as a promising extractant // Chem. Pap. 2022. Vol. 76. P. 6723–6734. doihttps://doi.org/10.1007/s11696-022-02339-1
23. Paramagnetic hole centres in natural zircon and zircon colouration / M. Klinger, U. Kempe, A. Pöpl, et al.// European Journal of Mineralogy. 2012. Vol. 24. No. 6. P. 1005-1016.
24. Патент № 2442752 C2 Российская Федерация, МПК C01G 25/00, C01G 25/02, C04B 35/486. Оксид циркония и способ его получения: № 2009109346/05: заявл. 24.07.2007: опубл. 20.02.2012 / Й. Лаубе, А. Гюгель, Р. Оттерштедт; заявитель Х.К. ШТАРК ГМБХ. EDN CRYGGM.
25. Пойлов В. З., Казанцев А. Л., Черепанова М. В. Физико-химические основы получения композицииal2o3-Zro2 спрей-термогидролизом // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332, № 4. С. 148-158. EDN VZMQAS.
26. Scalable preparation of hollow ZrO2 microspheres through a liquid-liquid phase reunion assisted sol-gel method / S. Liang, L. Shen, C. Zhou, et al. // Ceramics International. 2020. V. 46– P. 14188–14194.
27. Comparative Study of Yttria-Stabilized Zirconia Synthesis by CoPrecipitation and Solvothermal Methods / Y. Li, Q. Han, A. Yao, et al. // JOM. 2019. Vol. 71 №. 11. P. 3806-3813.
28. Modified hydrothermal treatment route for high-yield preparation of nanosized ZrO2 / C. Yang, J. Wen, X. Chen, et al. // Ceramics International. 2020. Vol. 46. P. 19807–19814.
29. Синтез и исследование свойств порошков диоксида циркония с различным содержанием иттрия / С.В. Буйначев, М.А. Домашенков, М.А. Машковцев, и др. // Известия вузов. Цветная металлургия. 2024. №. 30(2). С. 44–54. doihttps://doi.org/10.17073/0021-3438-2024-2-44-54
30. Flexural strength and crystalline stability of a monolithic translucent zirconia subjected to grinding, polishing and thermal challenges / R.H. De Souza, M.R. Kaizer, C.E.P. Borges, et al. // Ceramic International. 2020. Vol. 46. No. 16. P. 26168-26175. doihttps://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.07.114.
31. Albarghouti G., Mahmoud Farhan Darwish S. Processing of Zirconia // IntechOpen. 2023. doihttps://doi.org/10.5772/intechopen.112121
32. A Review on CAD/CAM Yttria-Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal (Y-TZP) and Polymethyl Methacrylate (PMMA) and Their Biological Behavior / C. Herráez-Galindo, M. Rizo-Gorrita, S.Maza-Solano, et al.// Polymers. 2022. Vol. 14. No. 5. P. 906. doihttps://doi.org/10.3390/polym14050906.
33. A Review of Additive Manufacturing of Ceramics by Powder Bed Selective Laser Processing (Sintering/Melting): Calcium Phosphate, Silicon Carbide, Zirconia, Alumina, and Their Composites / D. Grossin, A. Montón, P. Navarrete-Segado, et al. // Open Ceramics. 2021. Vol. 2021. P. 5.
34. Toorchi D., Khosravi H., Tohidlou E. Synergistic effect of nano-ZrO2/graphene oxide hybrid system on the high-velocity impact behavior and interlaminar shear strength of basalt fiber/epoxy composite // Journal of Industrial Textiles. 2021. Vol. 51. No. 2. P. 277-296. doihttps://doi.org/10.1177/1528083719879922.
35. Synthesis of nano zirconium oxide and its application in dentistry / C. Hu, J. Sun, C. Long, et al.// Nanotechnology Reviews. 2019. Vol. 8(1). P. 396-404
36. The Effect of a Setting Accelerator on the Physical and Mechanical Properties of a Fast-set White Portland Cement Mixed with Nano-zirconium Oxide / Y.Z. Chen, M.J. Yong, V.Y. Tan, et al.// Eur Endod J. 2023. Vol. 8. P. 215-24.
