Аннотация:1. Проведена систематика литературных данных по различным структурным
модификациям диоксида циркония и гафния, что позволило построить примерные
фазовые диаграммы этих соединений с учетом современных экспериментальных и
теоретических работ.
2. В рамках частично ковалентного приближения разработана модель межатомных
потенциалов для системы ZrO2-HfO2. По результатам проведённых расчетов было
установлено, что в моноклинной системе полная смесимость наблюдается уже при 300 К
при отсутствии давления, кроме того было выявлено, что полная смесимость в системе
ZrO2-HfO2 достигается не только за счёт энтропийного фактора, но и за счёт
отрицательного значения энтальпии смешения.
3. С помощью ab initio расчётов для низкотемпературных модификаций ZrO2 и HfO2
оценены давления, при которых происходят полиморфные переходы из моноклинной
модификации в ромбическую модификацию OI и далее в OII, экспериментальное
определение которых является весьма затрудниельным.
4. Проведено моделирование упругих характеристик, определение которых также
технически сложно выполнимо, особенно в условиях высоких давлений. Согласно
полученным результатам, ромбическая модификация OII HfO2 со структурным типом
котуннита (K=301 ГПа) может оказаться одним из наиболее твердых из известных
оксидных материалов.
5. Разработана дополнительная программная процедура в среде MATLAB,
отсутствующая в комплексе программ CASTEP и GULP, для расчёта скоростей
акустических волн в анизотропном приближении и построения сечений поверхностей
скоростей акустических волн.
6. Установлено, что ромбические модификации ZrO2 обладают относительно
низкими процентными показателями анизотропии и высокими значениям скоростей
продольных акустических волн (около 8 км/c), благодаря чему они могут получить
техническое применение как материал для керамических акустических волноводов.