Application of the DSC method in the research of hydrated nanopowders sythesized on the basis of zirconium dioxide stabilized with yttrium oxide.

W poniższej pracy badano uwodnione nanoproszki ditlenku cyrkonu stabilizowane tlenkiem itru (YSZ) oraz ich wzbogacone postaci domieszkowane dodatkiem neodymu i gadolinu w mieszaninach z hydroksypropylo celulozą (HPC) w stosunkach wagowych od 3:1 m/m do 1:5 m/m. Stopień uwodnienia Wc, definiowany jako stosunek masy wody do masy suchej substancji, wynosił od 0,5 mg/mg do 3,0 mg/mg. Spośród 3 typów wody, będących zwyczajowym przedmiotem badań kalorymetrycznych, w pracy skoncentrowano się na obliczeniu zawartości silnie związanej wody niezamarzającej NFW. Pomiary tej frakcji wykonano przy zastosowaniu techniki Różnicowej Kalorymetrii Skaningowej DSC, optymalizowanej na potrzeby badanych materiałów o charakterze polimerowym.W wyniku przeprowadzonych badań wykazano, że masy silnie związanej wody niezamarzającej NFW dla mieszanin YSZ + HPC, zmieniają się w granicach od 0,36 do 0,54 mg/mg, a charakter zmian najlepiej opisuje funkcja kwadratowa ΔH(Wc) = 1,94(Wc)2 - 2,04(Wc) + 0,89 – przy czym najmniejszą wartość NFW miała mieszanina YSZ + HPC w proporcji 1:1 m/m a największą mieszanina w stosunku 1:5 m/m. W wyniku badań, wykazano, że masy wody NFW dla mieszanin z dodatkiem neodymu i gadolinu, wynoszą odpowiednio 0,4 mg/mg i 0,63 mg/mg i są znacząco wyższe niż w próbkach zawierających czysty, niedomieszkowany YSZ + HPC (1:1 m/m).

In this publication the subject of research was hydrated zirconium dioxide nanopowders stabilized with yttrium oxide and their enriched characters doped with the addition of neodymium and gadolinium in mixtures with hydroxypropyl cellulose (HPC) in weight ratios from 3:1 w/w to 1:5 w/w. The degree of hydration Wc defined as the ratio of the mass of water to the mass of dry substance, was from 0,5 to 3,0 mg/mg. Out of 3 types of water, which are the usual subject of calorimetric research, this publication focuses on the calculation of the non-freezing water NFW. Measurements of this fraction were made using the technique DSC, optimized for the needs of the tested polymer materials.As a result of the research, it was shown that mass of non-freezing water NFW for mixtures YSZ+HPC, change from 0,36 to 0,54 mg/mg and character of changes is best described by the quadratic function ΔH(Wc) = 1,94(Wc)2 - 2,04(Wc) + 0,89 where the lowest value of NFW had mixtures YSZ +HPC in proportion 1:1 w/w and the greatest value of NFW had proportion 1:5 w/w. As a result of the research, it was shown that the NFW’s water masses for mixtures with the addition of neodymium and gadolinium are 0,4 and 0,63 mg/mg and they are significantly higher than in samples containing raw, undoped YSZ +HPC.