Вакуумноплотная прозрачная керамика Советский патент 1977 года по МПК C04B35/44 C04B35/505 C04B35/115 

1

Изобретение относится к производству технической керамики, а именно - керамических материалов, содержащих в качестве основного компонента тугоплавкие и химически стойкие окислы и используемых в приборах электровакуумной и оптике-электронной промышленности.

Известен керамический материал с кубической структурой, отвечающий стехиометрическому соотношению алюмоиттриевого граната - j Д tjOii, - 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 уменьщение пористости, повыщение 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, магйий, редкоземельный элемент при следующем соотношении компонентов, вес. %: Алюмоиттриевый гранат 96,9-99,9 Добавка0,1-3,1

При этом она содержит в качестве до- бавки О.25-3,О% двуокиси циокония, или 0,1-1,0 % окиси магния и 0,5-3,0 % окисла редкоземельного элемента.

Дь уокись циркония приводит к получению

керамики с нулевой пористостью, окись магния позволяет получить керакпжу, прозрачную в видимой и инфракрасной областях спектра, окись магния совместно с окислами редкоземельного элемента, например окисью неодима, позволяет получать прозрачную керамическую матрицу для активных сред твердотельных оптических квантовых генераторов.

Технология получения керамики включает стадию синтеза алюмоиттриевого грайата, подготовки керамической массы и спекания изделий. Гранат стекиометричес-. кого состава ЗУ20д5АР„0, содержит S7,03tO,5 % окиси иттрия и 42,97iO,5% ок;иси алюминия.

При синтезе алюмоиттриевого граната окислы смешивают в органическом барабане шарами из тяжелых сплавов, покрытыми органической пленкой; смешивание проио-, водят в вибромельнице или других измельчающих агрегатах при соотношении материал:шары:вода в течение 2 час, затем массу высушивают до воадушно-сухого состояния и прокаливают на воздухе при температуре 1200-15ОО С в течение 1-2 час.

Шихту измельчают в вибромельнице до получения порошка с размером частиц, менее 2 мк,вводят поливиниловый спирт в количестве 15% и прессуют изделия под давлением 1000 кгс/см . Связку выжигают при 1100-1300 С и скорости подъема температуры 1ОО С/час, выдерживая 1 ча Образцы спекают в вакууме при те пера- туре 165О-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.