Wp yw zawarto ci CaO na kszta towanie si porowatej mikrostruktury spieków kompozytowych ZrO 2 /Al 2 O 3

MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 1, (2012), 59-64 www.ptcer.pl/mccm Wp yw zawarto ci CaO na kszta towanie si porowatej mikrostruktury spieków kompozytowych ZrO 2 /Al 2 O 3 PIOTR CZAJA*, KATARZYNA OSI SKA, HENRYK BERNARD, JOANNA MASZYBROCKA, JERZY CYBO, DIONIZY CZEKAJ Uniwersytet l ski, Wydzia Informatyki i Nauki o Materia ach, Katedra Materia oznawstwa, ul. nie na 2, 41-200 Sosnowiec *e-mail: piotr.czaja@us.edu.pl Streszczenie W prezentowanej pracy przedstawione zosta y wybrane zagadnienia dotycz ce technologii wytwarzania kompozytów ceramicznych (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x dla x = 100%, 90% i 80% mas. Prezentowane materia y zosta y wytworzone poprzez mieszanie sk adowych proszków i zag szczanie otrzymanych mieszanin metod spiekania swobodnego w temperaturze T = 1350 C przez okres t = 2 godzin. Otrzymano kompozyty ceramiczne z 5-procentow domieszk tlenku wapnia CaO oraz bez domieszki tego tlenku na drodze jednokrotnego i dwukrotnego spiekania. Do obserwacji morfologii prze omu zastosowano metod skaningowej mikroskopii elektronowej. Dokonano analizy oceny sk adu chemicznego z wykorzystaniem metody EDS. S owa kluczowe: ZrO 2, Al 2 O 3, CaO, kompozyt ceramiczny, spiekanie swobodne INFLUENCE OF CaO CONTENT ON THE MICROSTRUCTURE OF POROUS ZrO 2 /Al 2 O 3 COMPOSITE SINTERS The presented paper addresses selected issues relating to the technology of manufacturing ceramic composites (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x for x = 100%, 90% and 80 wt%. The presented materials have been produced by mixing component powders and consolidation of the resultant mixtures by using natural sintering at T = 1350 C for a time of t = 2 hours. The composites with no and with a calcium oxide admixture of 5 wt% added as the sintering aid were single and double sintered. To carry out observation of the fracture morphology, scanning electron microscopy was used. An analysis of the chemical composition evaluation was made by using EDS. Keywords: ZrO 2, Al 2 O 3, CaO, Ceramic composite, Natural sintering 1. Wst p Spiekanie jest procesem zyczno chemicznym, aktywowanym termicznie, w czasie którego lu no zwi zane cz stki proszku w wyniku dyfuzji zostaj po czone w lity materia [1]. Proces ten zale y od takich parametrów jak: temperatura, atmosfera spiekania, wielko cz stek u ytego proszku, sposób zag szczenia proszku [2]. Zastosowana temperatura spiekania powinna zapewnia maksymalne zag szczenie wyprasek i uzyskanie ko cowych w a ciwo ci u ytkowych materia u w ekonomicznie uzasadnionym czasie [3]. Istotn kwesti jest minimalizacja energoch onno ci prowadzonego procesu technologicznego [4]. Odpowiednie przygotowanie proszków do otrzymywania kompozytów z osnow ceramiczn powinno charakteryzowa si szczególn staranno ci. Wi e si to z jednej strony z typowym zjawiskiem obni enia spiekalno ci proszków spowodowanej obecno ci inertnych cz stek drugiej fazy, prowadz cym do podwy szenia porowato ci materia ów spiekanych swobodnie, a z drugiej strony konieczno ci zapew- nienia odpowiedniej jednorodno ci rozprowadzenia wtr ce w mikrostrukturze kompozytu oraz uzyskania korzystnego rozk adu wielko ci tych wtr ce [5]. Dla przyspieszenia zjawiska spiekania, to znaczy przyspieszenia skurczu uk adu, obni enia temperatury spiekania czy ukszta towania korzystnej mikrostruktury spieku stosuje si powszechnie dodatkowe substancje wprowadzane do spiekanego proszku, tzw. aktywatory (dodatki) spiekania [1]. W ród licznej grupy mo na wymieni takie zwi zki jak MgO, CuO, SiO 2, CaO [6-11]. Wa nym parametrem w technologii spiekania materia ów proszkowych jest faza gazowa tworz ca atmosfer spiekania. Mo e to by zarówno atmosfera oboj tna, jak i aktywna. W przypadku wi kszo ci spiekanych proszków tlenkowych atmosfer wypalania jest powietrze [3]. Sposób w jaki prowadzi si spiekanie ma wp yw na mikrostruktur, w a ciwo ci zykochemiczne i mechaniczne otrzymywanych wyrobów, równie kompozytów ceramicznych na bazie dwutlenku cyrkonu i tlenku glinu [2, 12-19]. Celem niniejszej pracy by o wytworzenie metod spiekania swobodnego, jedno- i dwukrotnego, z tlenków Al 2 O 3 i ZrO 2, kompozytów ceramicznych (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x, dla x = 100%, 90% i 80% mas. bez dodatku i z dodatkiem 59

P. CZAJA, K. OSI SKA, H. BERNARD, J. MASZYBROCKA, J. CYBO, D. CZEKAJ 5% mas. tlenku wapnia CaO, jako aktywatora spiekania. Przeprowadzono analiz morfologii wytworzonych kompozytów ceramicznych ZrO 2 /Al 2 O 3 oraz analiz sk adu chemicznego. Zaprezentowane badania maj zwi zek z tym, e zarówno w technice, jak i in ynierii biomedycznej obserwuje si wzrost zapotrzebowania na materia y, które charakteryzuj si odpowiednimi w a ciwo ciami u ytkowymi. 2. Eksperyment W prezentowanej pracy do otrzymania mieszanin proszku kompozytu ceramiczno-ceramicznego o sk adzie (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x, dla x = 100%, 90% i 80% mas., wykorzystano proszki dwutlenku cyrkonu stabilizowanego tlenku itru w ilo ci 8% mas. (ZrO 2 ) 0,92 (Y 2 O 3 ) 0,08 (Fluka 464228, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, o czysto ci 99,9% z wy czeniem ~2% HfO 2 ); rednia wielko ziaren - ok. 0,7 m; powierzchnia w a ciwa - ok. 5,5 m 2 /g), tlenku glinu Al 2 O 3 (Fluka 06285, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, purum p.a.; rednia wielko ziaren - ok. 91 m; powierzchnia w a ciwa - ok. 3,25 m 2 /g [20]) oraz tlenku wapnia CaO (POCH, cz.d.a.; g sto nasypowa - 800-1200 kg/m 3 ; rednia wielko ziaren oraz powierzchnia w a ciwa nie zosta y wskazane przez producenta). W trakcie zestawiania mieszanin kompozytów ceramicznych o sk adach (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x, (x = 100%, 90%, 80%) pos ugiwano si udzia ami masowymi. Wprowadzony w ilo ci 5% mas. tlenek wapnia liczony by w stosunku do ca o ci wytworzonej mieszaniny kompozytu ceramicznego. Homogenizacja mieszanin zosta a przeprowadzona w m ynie planetarnym, w rodowisku alkoholu etylowego C 2 H 5 OH (POCH, 96%, cz.d.a.), z zastosowaniem mielników cyrkoniowo-itrowych YTZ o rednicy d = 10 mm i w czasie t = 48 godzin. Ujednorodnione mieszaniny suszono na powietrzu. Próbki w kszta cie dysków o rednicy d = 23 mm oraz wysoko ci h = 4 mm formowano metod prasowania jednoosiowego na prasie hydraulicznej, w stalowej matrycy, pod ci nieniem p = 160 MPa. Otrzymane wypraski umieszczono w tyglu korundowym, uk adaj c je w stos i przesypuj c podsypk z oboj tnego chemicznie w stosunku do nich tlenku glinu Al 2 O 3. Próbki spiekano w oporowym piecu komorowym w temperaturze T = 1350 C w atmosferze powietrza przez okres t = 2 godzin, stosuj c pr dko nagrzewania v = 5 C/min. Programowalna regulacja temperatury pieca zapewnia a jej liniowy wzrost i dobr stabilizacj. Temperatura ta zosta a wybrana jako bazowa, od której to autorzy w dalszych pracach badawczych dotycz cych wy- ej wymienionych materia ów b d w sposób stopniowy (co 50 C) podwy sza temperatur spieku. Ma to na celu okre- lenie mo liwie najni szej warto ci temperatury jaka b dzie potrzebna do ca kowitego zag szczenia kompozytów w badanym uk adzie, a co za tym idzie minimalizacj energoch onno ci prowadzonego procesu technologicznego. Otrzymano dwa rodzaje kompozytów ceramicznych o sk adzie (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x, bez domieszki tlenku wapnia i z 5-procentow domieszk CaO. Otrzymane w ten sposób próbki kompozytów ceramicznych poddano powtórnemu procesowi spiekania maj cemu na celu ograniczenie skurczu otrzymanych materia ów. W tym celu próbki rozkruszono w mo dzierzu, mieszano w m ynie planetarnym, prasowano w dyski i spiekano w temperaturze T = 1350 C przez czas t = 2 godziny. Jako ciow i ilo ciow analiz sk adu chemicznego metod EDS wraz z obrazowaniem morfologii prze omów wytworzonych próbek kompozytów ceramicznych przeprowadzono w Laboratorium Mikroskopii Skaningowej z Emisj Polow i Mikroanalizy w Instytucie Nauk Geologicznych Uniwersytetu Jagiello skiego przy u yciu skaningowego mikroskopu elektronowego Hitachi S-4700, wyposa onego w przystawk EDS, przy napi ciu przyspieszaj cym U = 20 kv. Analiza EDS wykonywana by a bezpo rednio z badanych prze omów próbek, co powoduje, e dok adno metody jest bardzo wysoka, a wyniki otrzymuje si w postaci u rednionej zawarto ci poszczególnych pierwiastków wchodz cych w sk ad badanych zwi zków. Wielko mierzonego obszaru t metod wynosi 0,05 mm 2. Dla ka dej z próbek przeprowadzono po 3 pomiary. Wyniki ilo ciowe i b dy pomiaru metody EDS dla poszczególnych próbek otrzymano z systemu analitycznego NORAN b d cego na wyposa- eniu laboratorium. 3. Rezultaty i dyskusja Na Rys. 1 przedstawiono widmo analizy EDS oraz obraz SEM morfologii prze omu kompozytów ceramicznych (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x spiekanych jednokrotnie, swobodnie w T = 1350 C przez okres t = 2 godziny. Analizuj c widma EDS mo na zaobserwowa wszystkie podstawowe pierwiastki wchodz ce w sk ad badanych kompozytów, tj. Zr, Al, Y, Ca i O oraz hafn (Hf). Tlenek itru Y 2 O 3 w ilo ci 8% mas. zosta dodany przez producenta (Fluka 464228, Sigma- Aldrich, St. Louis, MO) do dwutlenku cyrkonu w celu jego stabilizacji. Dwutlenek hafnu HfO 2 naturalnym zanieczyszczeniem komercyjnego proszku ZrO 2. Analizuj c obraz SEM mo na zauwa y, e otrzymane próbki bez dodatku tlenku wapnia CaO s mikrostrukturalnie jednorodne, sk adaj si z agregatowych ziaren oraz s abo zaznaczonych aglomeratów o mikrometrycznych rozmiarach (Rys. 1a, 1c i 1e). Poprzez aglomeraty autorzy rozumiej tutaj porowate obszary sk adaj ce si z agregatów, czyli zwartych elementów proszku utworzonych przez monokrystaliczne ziarna (krystality) [1]. Na Rys. 1a zaznaczono bia- ym okr giem przyk adowy obszar aglomeratu, które utworzy si w materiale ZrO 2 poddanym spiekaniu. Obserwacja mikrostruktur przedstawionych na Rys. 1a, 1c i 1e pozwala stwierdzi, e mamy do czynienia z cz ciowym zaokr gleniem ziaren oraz wyst puj cymi po czeniami mi dzy nimi. W przypadku kompozytów (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x, dla x = 90% i 80% mas., obserwuje si w otrzymanych próbkach wtr cenia tlenku glinu Al 2 O 3 o rozmiarach rz du mikrometrów. Obserwacja prezentowanych mikrostruktur pokazuje, e cz ziaren ma kszta t p ytkowy o nieregularnych kszta tach i kraw dziach. W miar wzrostu zawarto ci Al 2 O 3, ilo obserwowanych wtr ce ulega stopniowo zwi kszeniu (Rys. 1c i 1e). Dodatek, w ilo ci 5 % mas., tlenku wapnia CaO powoduje, e obserwowany obraz prze omu (Rys. 1b, 1d i 1f) wykazuje zwi kszon porowato w stosunku do próbek kompozytów (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x otrzymanych bez domieszki. Zaobserwowano równie, w stosunku do próbek bez dodatku CaO, zwi kszony rozrost ziaren i silniejsz tendencj do tworzenia aglomeratów w tych e kompozytach ceramicznych. Na Rys. 1b zaznaczono bia ym okr giem przyk adowy obszar aglomeratu, który utworzy si w spiekanym materiale 60 MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 1, (2012)

WP YW ZAWARTO CI CaO NA KSZTA TOWANIE SI POROWATEJ MIKROSTRUKTURY SPIEKÓW KOMPOZYTOWYCH ZrO 2 /Al 2 O 3 a) b) c) d) e) f) Rys. 1. Obrazy SEM morfologii prze omów kompozytów (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x spiekanych jednokrotnie swobodnie w T = 1350 C przez okres t = 2 godziny oraz odpowiednie widma EDS z obszaru powierzchni próbki wynosz cego 0.05 mm 2 : a) ZrO 2, b) ZrO 2 z 5% mas. CaO, c) (ZrO 2 ) 90 (Al 2 O 3 ) 10, d) (ZrO 2 ) 90 (Al 2 O 3 ) 10 z 5% mas. CaO, e), f) z 5% mas. CaO. Fig. 1. SEM images of fracture morphology of the (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x composites single sintered by natural sintering method process at T = 1350 C for a time of t = 2 hours and relevant EDS spectra from the sample surface area of 0.05 mm 2 : a) ZrO 2, b) ZrO 2 with 5 wt% CaO, c) (ZrO 2 ) 90 (Al 2 O 3 ) 10, d) (ZrO 2 ) 90 (Al 2 O 3 ) 10 with 5 wt% CaO, e), f) with 5 wt% CaO. ZrO 2. W Tabeli 1 przedstawiono teoretyczne i eksperymentalne zawarto ci procentowe pierwiastków (podane w przeliczeniu na tlenki) w kompozytach ceramicznych ZrO 2 /Al 2 O 3. Na Rys. 2 zaprezentowano widma analizy EDS oraz stosowne obrazy SEM morfologii prze omu kompozytów ceramicznych (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x, spiekanych dwukrotnie, swobodnie w T = 1350 C przez okres t = 2 godziny. Analiza obrazu SEM pokaza a, e otrzymane próbki kompozytów ceramicznych, podobnie jak w przypadku jednokrotnego spiekania, sk adaj si z aglomeratów o mikrometrycznych rozmiarach (Rys. 2a, 2c i 2e). Na Rys. 2a zaznaczono bia- ym okr giem przyk adowy obszar aglomeratów, które tworz si w materiale ZrO 2 poddanym spiekaniu. Obserwacja mikrostruktury przedstawionej na Rys. 2a, 2c i 2e pozwala równie stwierdzi, e mamy do czynienia, jak w przypadku jednokrotnego spiekania, z cz ciowym zaokr gleniem ziaren oraz wyst puj cymi po czeniami mi dzy nimi. Zaobserwowano natomiast wzrost porowato ci i zmniejszenie wielko ci wtr ce tlenku glinu Al 2 O 3 (Rys. 2d i 2f). Przeprowadzona obserwacje mikrostruktury pozwoli a podobnie jak poprzednio stwierdzi, e cz ziaren Al 2 O 3 ma kszta t p ytek o nieregularnych kszta tach i kraw dziach. Dodatek, MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 1, (2012) 61

P. CZAJA, K. OSI SKA, H. BERNARD, J. MASZYBROCKA, J. CYBO, D. CZEKAJ Z mieszanin tlenków cyrkonu ((ZrO 2 ) 0,92 (Y 2 O 3 ) 0,08 ) i glinu (Al 2 O 3 ), poprzez zag szczanie metod jednokrotnego i dwukrotnego spiekania swobodnego w temperaturze T = 1350 C przez okres t = 2 godziny, otrzymano dwa rodzaje kompozytów ceramicznych o sk adach (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x, gdzie x = 100%, 90% i 80% mas. ró ni cych si brakiem domieszki tlenku wapnia i z 5-procentow domieszk CaO jako aktywatora spiekania. Analiza SEM badanych próbek kompoa) b) c) d) e) f) Rys. 2. Obrazy SEM morfologii prze omów kompozytów (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x spiekanych dwukrotnie swobodnie w T = 1350 C przez okres t = 2 godziny oraz odpowiednie widma EDS z obszaru powierzchni próbki wynosz cego 0.05 mm 2 : a) ZrO 2, b) ZrO 2 z 5% mas. CaO, c) (ZrO 2 ) 90 (Al 2 O 3 ) 10, d) (ZrO 2 ) 90 (Al 2 O 3 ) 10 z 5% mas. CaO, e), f) z 5% mas. CaO. Fig. 2. SEM images of fracture morphology of the (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x composites double sintered by natural sintering method process at T = 1350 C for a time of t = 2 hours and relevant EDS spectra from the sample surface area of 0.05 mm 2 : a) ZrO 2, b) ZrO 2 with 5 wt% CaO, c) (ZrO 2 ) 90 (Al 2 O 3 ) 10, d) (ZrO 2 ) 90 (Al 2 O 3 ) 10 with 5 wt% CaO, e), f) with 5 wt% CaO. w ilo ci 5% mas., tlenku wapnia spowodowa, e obserwowany obraz prze omu (Rys. 2b, 2d i 2f) charakteryzuje si zwi kszonym rozrostem ziaren i silniejsz tendencj do tworzenia aglomeratów w tych e kompozytach. Na Rys. 2b zaznaczono bia ym okr giem przyk adowy obszar aglomeratu, który powsta w spiekanym materiale ZrO 2. W Tabeli 2 przedstawiono teoretyczne i eksperymentalne zawarto ci procentowe pierwiastków (podane w przeliczeniu na tlenki) w kompozytach ceramicznych ZrO 2 /Al 2 O 3. 4. Podsumowanie 62 MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 1, (2012)

WP YW ZAWARTO CI CaO NA KSZTA TOWANIE SI POROWATEJ MIKROSTRUKTURY SPIEKÓW KOMPOZYTOWYCH ZrO 2 /Al 2 O 3 Tabela 1. Teoretyczne i eksperymentalne zawarto ci procentowe pierwiastków (podane w przeliczeniu na tlenki) kompozytów (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x, spiekanych jednokrotnie swobodnie w T = 1350 C przez t = 2 godziny. Table 1. Theoretical and experimental percentage contents of elements (recalculated on oxides) of the (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x composites single sintered in the natural sintering process at T = 1350 C for t = 2 hours. Kompozyt ZrO 2 ZrO 2 z 5% CaO (ZrO 2 ) 90 (Al 2 O 3 ) 10 (ZrO 2 ) 90 (Al 2 O 3 ) 10 z 5% CaO z 5% CaO Tlenek Zawarto teoretyczna zwi zków wyra ona [% mas.] Zawarto eksperymentalna zwi zków zmierzona (EDS) [% mas.] ZrO 2 90,00 87,48 ± 0,50 Y 2 O 3 8,00 10,84 ± 0,54 HfO 2 2,00 1,68 ± 0,32 ZrO 2 85,00 85,04 ± 0,46 Y 2 O 3 8,00 9,46 ± 0,40 HfO 2 2,00 1,50 ± 0,36 CaO 5,00 4,00 ± 0,11 Al 2 O 3 10,00 6,58 ± 0,09 ZrO 2 80,00 82,72 ± 0,46 Y 2 O 3 8,00 9,42 ± 0,41 HfO 2 2,00 1,28 ± 0,37 Al 2 O 3 10,00 7,03 ± 0,08 ZrO 2 75,00 77,92 ± 0,42 Y 2 O 3 8,00 9,29 ± 0,37 HfO 2 2,00 1,58 ± 0,32 CaO 5,00 4,18 ± 0,10 Al 2 O 3 20,00 15,00 ± 0,10 ZrO 2 70,00 74,87 ± 0,40 Y 2 O 3 8,00 9,61 ± 0,36 HfO 2 2,00 0,52 ± 0,29 Al 2 O 3 20,00 15,96 ± 0,12 ZrO 2 65,00 71,58 ± 0,47 Y 2 O 3 8,00 7,14 ± 0,32 HfO 2 2,00 1,54 ± 0,36 CaO 5,00 3,78 ± 0,11 Tabela 2. Teoretyczne i eksperymentalne zawarto ci procentowe pierwiastków (podane w przeliczeniu na tlenki) kompozytów ceramicznych (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x, spiekanych dwukrotnie swobodnie w T = 1350 C przez t = 2 godziny. Table 2. Theoretical and experimental percentage contents of elements (translated into oxides) of the ceramic composites (ZrO 2 ) x (Al 2 O 3 ) 100%-x double sintered in the natural sintering process at T = 1350 C for t = 2 hours. Kompozyt ZrO 2 ZrO 2 z 5% CaO (ZrO 2 ) 90 (Al 2 O 3 ) 10 (ZrO 2 ) 90 (Al 2 O 3 ) 10 z 5% CaO z 5% CaO Tlenek Zawarto teoretyczna zwi zków wyra ona [% mas.] Zawarto eksperymentalna zwi zków zmierzona (EDS) [% mas.] ZrO 2 90,00 90,19 ± 0,50 Y 2 O 3 8,00 8,60 ± 0,32 HfO 2 2,00 1,21 ± 0,42 ZrO 2 85,00 84,44 ± 0,49 Y 2 O 3 8,00 10,05 ± 0,43 HfO 2 2,00 1,72 ± 0,45 CaO 5,00 3,79 ± 0,12 Al 2 O 3 10,00 8,80 ± 0,11 ZrO 2 80,00 80,27 ± 0,63 Y 2 O 3 8,00 9,82 ± 0,57 HfO 2 2,00 1,11 ± 0,37 Al 2 O 3 10,00 8,53 ± 0,08 ZrO 2 75,00 77,00 ± 0,50 Y 2 O 3 8,00 9,35 ± 0,45 HfO 2 2,00 1,40 ± 0,31 CaO 5,00 3,72 ± 0,09 Al 2 O 3 20,00 14,70 ± 0,15 ZrO 2 70,00 76,71 ± 0,57 Y 2 O 3 8,00 6,76 ± 0,40 HfO 2 2,00 1,83 ± 0,50 Al 2 O 3 20,00 12,27 ± 0,15 ZrO 2 65,00 73,78 ± 0,78 Y 2 O 3 8,00 8,72 ± 0,72 HfO 2 2,00 1,12 ± 0,59 CaO 5,00 4,11 ± 0,15 MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 1, (2012) 63

P. CZAJA, K. OSI SKA, H. BERNARD, J. MASZYBROCKA, J. CYBO, D. CZEKAJ zytów ZrO 2 /Al 2 O 3 pozwoli a zaobserwowa ró nice w obrazie powierzchni ich prze omów. Dodatek, w ilo ci 5% mas., tlenku wapnia powoduje, e obserwowany prze om wykazuje zwi kszon porowato w stosunku do próbek kompozytów ceramicznych otrzymanych bez domieszki. Badania EDS potwierdzi y za o ony jako ciowy i ilo ciowy sk ad chemiczny otrzymanych materia ów kompozytowych. Literatura [1] Lis J., Pampuch R.: Spiekanie, Uczelniane Wydawnictwo Naukowo Dydaktyczne AGH, Kraków 2000. [2] Jurczyk M., Jakubowicz J.: Bionanomateria y, Wydawnictwo Politechniki Pozna skiej, Pozna 2008. [3] lósarczyk A., Jaegermann Z.: G sta i porowata bioceramika korundowa w zastosowaniach medycznych, Uczelniane Wydawnictwo Naukowo Dydaktyczne AGH, Kraków 2007. [4] Kuang X., Carotenuto G., Nicolais L.: A review of ceramic sintering and suggestions on reducing sintering temperatures, Advanced Performance Materials, 4, (1997), 257-274. [5] Pyda W., Brzezi ska-miecznik J., P dzich Z., Pyda A.: Wp yw metody wprowadzania Al 2 O 3 do tworzyw 3Y-TZP na ich mikrostruktur i w a ciwo ci, Kompozyty, 4, 2004, 311-319. [6] Buchanan R.C.: Ceramic materials for electronics: processing, properties and applications, New York: Marcel Dekker, 1986. [7] Powell-Do an C.A., Heuer A.H.: Microstructure of 96% alumina ceramics: I, Characterization of the as-sintered materials, J. Am. Ceram. Soc., 73, (1990), 3670-3676. [8] Fabris S., Paxton A.T., Finnis W.: A stabilization mechanism of zirconia based on oxygen vacancies only, Acta Materialia, 50, (2002), 5171-5178. [9] Peng C., Li N., Han B.: Effect of zirconia composition and microstructure of magnesia powders, Science of sintering, 41, (2009), 11-17. [10] Volceanov E., Volceanov A, Staleriu S., Plâpcianu C.: In uence of Ca 2+ and Mg 2+ as twinned ions on zirconia powder stability, J. Optoelectr. Adv. Mater., 8, (2006), 589-592. [11] Serena S., Sainz M.A., De Aza S., Caballero A.: Thermodynamic assessment of the system ZrO 2 CaO MgO using new experimental results. Calculation of the isoplethal section MgO CaO ZrO 2, J. Eur. Ceram. Soc., 25 (2005), 681-693. [12] De Aza L. L., Chevalier J., Fantozzi G., Schehl, M., Torrecillas R.: Crack growth resistance of alumina, zirconia and zirconia toughened alumina ceramics for joint prostheses, Biomaterials, 23, (2002), 937-945. [13] Piconi C., Maccauro G.: Zirconia as a ceramic biomaterial, Biomaterials, 20, (1999), 1-25. [14] Piconi C., Burger W., Richter H. G., Cittadini A., Maccauro G., Covacci V., Bruzzese N., Ricci G.A., Marmo E.: Y-TZP ceramics for arti cial joint replacements, Biomaterials, 19, (1998), 1489-1494. [15] Daguano J.K.M.F., Santos. C., Souza R.C., Palestra R.M., Strecker K., Elias C.N.: Properties of ZrO 2 -Al 2 O 3 composite as a function of isothermal holding time, Int. J. Refrac. Metals & Hard Mater., 25, (2007), 374-379. [16] Pyda W., Brzezi ska-miecznik J., Bu ko M.M., P dzich Z., Pyda A.: Composites derived from zirconia nanopowders stabilized with yttria and containing alumina particles incorporated physically or chemically, Glass Phys. Chem., 31, (2005), 554-561. [17] P dzich Z.: Niezawodno materia ów kompozytowych na osnowach tlenków glinu cyrkonu, Mat. Ceram., 60, (2008), 286-289. [18] Allemann J.A., Michel B., Marki H. B., Gauckler J.L., Moser E.M.: Grain growth of differently doped zirconias, J. Eur. Ceram. Soc., 15, (1995), 951-958. [19] Bu ko M.M., Morgiel J.: Spiekanie i mikrostruktura dwutlenku cyrkonu stabilizowanego wapniem i itrem, Mat. Ceram., 58, (2006), 131-136. [20] Kruesi M., Galvez M.E., Halmann M., Steinfeld A.: Solar aluminum production by vacuum carbothermal reduction of alumina-thermodynamic and experimental analyses, Metallurgical and Materials Transactions B, 42 (2010), 254-260. Otrzymano 21 wrze nia 2011, poprawiony manuskrypt otrzymano 4 kwietnia 2012, zaakceptowano 6 kwietnia 2012 64 MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 1, (2012)