Шихта для изготовления прозрачной керамики Советский патент 1977 года по МПК C04B35/50 

1

Изобретение относится к производству прозрачных керамических материалов, используемых для смотровых окон, прозрачных оболочек, светофильтров и других деталей, работающих при температуре до 2200°С.

Известны прозрачные керамические материалы, изготавливаемые из шихты, основными компонентами которой являются окиси алюминия, магния, иттрия либо скандия.

Наиболее близкой к изобретению по техническому решению является шихта, представляюш,ая собой смесь окислов редкоземельных элементов или иттрия в количестве 97-98,5 мол. % и двуокиси гафния или циркония в количестве 1,5-3 мол. %.

Однако шихта известного состава, применяемая для получения прозрачных материалов, имеет высокую температуру спекания (2000-2100 0).

Цель изобретения - снижение температуры спекания и повышение прозрачности материала.

Достигается это за счет того, что шихта для изготовления керамического материала на основе окисла редкоземельного элемента иттриевой подгруппы с добавкой окисла циркония или гафния дополнительно содержит по крайней мере один окисел элемента из группы: кремний, германий, олово, свинец

при следующем соотношении компонентов.

мол. %:

0,8-6,0

Окисел циркония или гафния По крайней мере один окисел элемента из группы: крем0,2-3,0

ний, германий, олово, свинец Окисел редкоземельного элемента иттриевой подгруппы Остальное Введение окислов кремния, германия, олова или свинца по отдельности или в смеси позволяет уменьшить температуру спекания материала и увеличить его прозрачность за счет того, что добавки способствуют образованию небольшой прослойки «псевдожидкой фазы по границам зерен, а это увеличивает скорость диффузного массопереноса вдоль границ зерен и ускоряет исчезновение пор по границам и в приграничной зоне зерен.

Для получения материала вначале готовят тонкую активную смесь порошков, например, путем прокаливания смеси гидроокисей редкоземельных элементов, гафния, циркония, полученных соосаждением аммиаком водного раствора соответствующих нитратов. Расчетное количество добавки окислов элементов IV6 подгруппы вводят в виде гидроокисей непосредственно после осаждения аммиаком гидроокисей РЗЭ (редкоземельные элементы), циркония, гафния.

Заготовки изделий формуют любым методом, обеспечивающим высокую степень и равномерность уплотпения.

Предварительный обжиг (в засынке из УгОз) производят при температуре 1200°С в течение 8 ч, а окончательное спекание - при температуре 1850-2000°С в течение 1-4 ч в вакууме.

В процессе спекания окислы IV б подгруппы улетучиваются и в конечном составе матерИаЛа обнаруживаются в небольшом количестве, зависящем от времени спекания.

В таблице приведены известный состав и предлагаемые и их свойства.

Таким образом, температура спекания материала из шихты предлагаемого состава на 100-250°С ниже в сравнении с температурой спекания известных прозрачных материалов «а той же основе, при более высокой прозрачности предлагаемого материала.

Измерения проведены Примечание, поверхности,

Формула изобретения

Шихта для изготовления прозрачной керамики на основе окисла редкоземельного элемента иттриевой подгруппы с добавкой окисла циркония или гафния, отличающаяся тем, что, с целью снижения температуры спекания и повышения прозрачности, она дополнительно содержит цо крайней мере один

окисел элемента из группы: кремний, германий, олово, свинец при следующем соотношении компонентов, мол. %:

Окисел циркония или гафпия 0,8-6,0 По крайней мере один окисел элемента из группы: кремний, германий, олово, свинец 0,2-3,0 Окисел редкоземельного элемента иттриевой подгруппы Остальное без учета циффузного рассеяния света образцом и отражения от