Вакуумноплотная прозрачная керамика

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 сна %

Союз Советских

Социалистических

Республик (1 1) 564 290 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.12.75 (21) 2304725(33 с присоединением заявки K(23) Приоритет(43) Опублнковано05,07,77.Бюллетень %25 (4б) Дата опубликования описания 17.08.77 (51) М. Кл.

С 04 В 35/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам иаоаретений и открытий (53) УДК666. 76 2,6 (088.8) И. Ф. Пантелеева, В. B. Сахаров, А. В. Смоля и А. В. Шойтова (72) Авторы изобретения (71) За я вите ль (54) ВА КУУМНО-ПЛОТНАЯ ПРОЗРАЧНА Я КЕРАМИКА

Изобретение относится к производству технической керамики, а именно - керамических материалов, содержа1цих в качестве основного компонента тугоплавкие и химически стойкие окислы и используемых в приборах электровакуумной и оптико-электронной пролаышленнос ги, Известен керамический материал с кубической структурой, отвечаюший стехиометрическому соотношени ю алюмоиттриевого граната — 3, A т, О,, — полученный методом горячего прессования, Однако такой керамический материал имеет мелкозернистую структуру (размер зерна порядка 1 мкм), вследствие чего прозрачность его не достигает максимально возможных значений.

Целью изобретения является уменьшение пористости, повышение плотности и увеличение светопРопУсканиЯ до 70-80 %.

Это достигается тем, что керамика на основе алюмоиттриевого граната дополнительно содержит по крайней мере один окисел элемента из группы,: цирконий, магний, ре дкоземельный элемент при следуюшем соотношении компонентов, вес. %:

Алюмоиттриевый гранат 06, 9-99,9 добавка 0,1-3,1

При этом она содержит в качестве до бавки 0.25-3,0%, двуокиси циокония, 0,1-1,0 !, окиси магния и 0,5-3,0 % окисла ре дк о зе мел ьн огo эле мента.

Двуокись циркония приводит к получению керамики с нулевой пористостью, окись

10 магния позволяет получить керамику, прозрачную в видимой и инфракрасной областях спектра, окись магния совместно с окислами редкоземельного элемента, например окисью неодима, позволяет получать

15 прозрачную керамическую матрицу для ак- тивных сред твердотельных оптических квантовых генераторов.

Технология получения керамики вклю20 чает стадию синтеза алюмоиттриевого граната, подготовки керамической массы и спекания изделий. Гранат стехиометричес-. кого состава ЗУ О 5 А0 0 содержит

57,03+0,5 % окиси иттрия и 42,97+0,5

25 окиси алюминия.

564290

0

Пористость, %

Относительная плотность, % теоретической

Температура спекания, С

99, 599,799,799, 799,9

17501800

99,9

17501800

99,9

1 7501800

98 99,9

1800- 17501900 1800

Пропускание при длине волны 5 мкм и толщине образца 1 мм

40-7.0

50-80 50-80

20-40

Удельное объемное сопротивление, ом см

14

14 14

14

Йиэле ктри чес ка я проо ницаемость при 20 С

l 1,2 10,8

10,4

ЦНИИПИ Заказ 1970/193 Тираж 764 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При синтезе алюмоиттриевого грана а окислы смешивают в органическом барабане шарами из тяжелых сплавов, покрытыми органической пленкой; смешивание про., -, водят в вибромельнице или других измел чаюших агрегатах при соотношении материал:шары:вода = 1:2:2 в течение 2 час, затем массу высушивают до воздушно-сухого состояния и прокаливают на воздухе о при температуре 1200-1500 С в течение

1-2 час.

Шихту измельчают в вибромельнице до получения порошка с размером частиц ме

Как видно из таблицы, керамика на основе алюмоиттриевого граната при спекании с добавками имеет плотность, близкую к теоретической, что обеспечивает ее вакуумную плотность и светопропускание.

Формула изобретения

Вакуумно-плотная прозрачная керамика на основе алюмоиттриевого граната, о т— л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью снижения пористости, повышения плотности и увеличения светопропускания до 70-80

/С р

oflcl дополнительно содержит добавку по крайней мере одного окисла элемента из группы: цирконий, мат ний, редкоземельный

4 нее 2 мк,вводят поливиниловый спирт в количестве 15% и прессуют изделия под давлением 1000 кгс/см, Связку выжиЯ о гают при 110О-1300 С и скорости подъема о. температуры 100 С/час, выдерживая 1 час, Образцы спекают в вакууме при те> пературе 1650-1850 С в течение 1- час.

Ниже приведены свойства образцов описываемого керамического материала пяти составов в сравнении с материалом на основе алюмоиттриевого граната без добавок, элемент при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Алюмоиттриевый гранат 96, 9-99,9 добавка О, 1-3, 1.

4 2. Керамикапоп, 1, отличащщ а я с я тем, что она содержит в каче стве добавки 0,25-3,0 вес% двуокиси ци кония, 3. Керамика по п.1, о т л и ч а юgo ш а я с я тем, что она содержит в качестве добавки 0,1-1,0 вес,% окиси матния.

4. Керамика по п, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она содержит в каss честве добавки О, 1-1,0 вес. % окиси магния и 0,5-3,0 вес,% окисла редкоземельного элемента.