Синтез и спекаемость порошков в системе MgO-Al2O3, полученных золь-гель методом

• Автор: Файков, Павел Петрович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Оглавление

1. Применение золь гель метода в технологии оксидной керамики

2. Основные направления научных исследований в области керамики предусматривают расширение и углубление исследований новых, в первую очередь высокоплотных, мелкокристаллических и прочных керамических материалов, а также материалов со специфическими свойствами. Большой интерес для современной высокотемпературной керамики представляют материалы на основе синтезированных смесей высокоогнеупорных оксидов в двойных и тройных системах, кривые ликвидуса которых лежат в области весьма высоких температур. Они дают возможность получать широкий спектр высококачественных материалов с разнообразными свойствами, изменение которьгх можно контролировать и регулировать. Особое место при этом занимает керамика на основе чистых оксидов А0з, , , , i и др. С, а также высокие физикотехнические свойства, такие, как высокая химическая чистота, плотность, газонепроницаемость, термостойкость, химическая стойкость, механическая прочность при высоких температурах и ряда других свойств 1.


Описаны александритоподобная шпинель, изменяющая цвет от фиолетового при дневном свете до красноватофиолетового при искусственном освещении и звездчатая шпинель, астеризм которой связан с микроскопическими игольчатыми включениями рутила. Для декорирования керамических изделий широко используются пигменты на основе твердых растворов МРеА1,Т1,Сг,Ре4. Структура благородной шпинели относится к типу структур внедрения в плотнейшие упаковки атомов одинакового размера Первые исследования структуры МА г. На элементарную ячейку приходится 8 формульных единиц МАз2. Структура благородной шпинели описывается федоровской группой ф. Рст. А, 8в А, 0 А октаэдрическим с1 В, с В. Зш. М 8а V К А ЩйУ2 2 2 ех х х, при х 0,. В структуре МА перпендикулярно осям 3го порядка присутствуют октаэдрические слои 1 1 1, в которых октаэдрические пустоты ионами алюминия заполнены по шпинельному закону на Ул. Эти слои чередуются с антишпинелевыми октаэдрическими слоями, заполненными на Ул пустотами ,. При заполнении тетраэдрических пустот А позиция ионами и октаэдрических В позиция ионами А происходит одинаковое смещение четырех ионов кислорода. В результате этого увеличивается объем тетраэдрической и уменьшается объем октаэдрической пустоты. Количественной характеристикой смещения иона кислорода служит кислородный параметр и, определяющий положение иона О в решетке. Для идеальной кубической гранецентрированной решетки кислородный параметр и равен 0,5. По нейгронографическим данным величина кислородного параметра равна 0,. ЯА и 0. Яв 0. В структуре шпинели каждый ион кислорода связан с одним катионом М2 и тремя катионами А. В ближайшем окружении иона находятся четыре иона кислорода на расстоянии 1, А и четыре октаэдрических пустоты на расстоянии 1, А в направлениях П 1 1Д1 1 1 и I1 1 Направление 1 1 1 наиболее благоприятное для осуществления диффузии атомов при повышении температуры. Ион А окружен шестью ионами О2 на расстоянии 1, А и двумя тетраэдрическими пустотами на расстоянии 1, А в направлениях 1 1 1 и 1 1 1. В структуре шпинели можно выделить гофрированные каналы, состоящие из чередующихся октаэдрических пустот и тетраэдрических, заполненных М2. Каждый катион в октаэдрической позиции окружают четыре таких канала ,. Исследования структуры шпинелей показало, что катионы могут распределятся по позициям А и В по нескольким вариантам . А занимают позицию 8а, а катионы В позицию с1, то такое распределение катионов называется нормальным АВ2. Нормальными шпинелями являются хромит МРеСг2, франкилит 2пРе2. Если катион В3 занимает тетраэдрическую позицию 8а, в то время как А2 и В3 статистически распределены в октаэдрических пустотах, то такое распределение называется обращенным, а шпинель обращенной инвертированной ВАВ. Обращенной шпинелью являются ферриты РеРеРе3. Многие шпинели характеризуются промежуточными степенями инверсии ВА1. Взм А. Степень инверсии зависит как от состава, так и от температуры. Магнезиоферрит 4 способен изменять 1 в широких пределах, и при высоких температурах распределение становится статистическим 0,. Шпинель, выращенная из расплавов, становится частично обращенной. Это связано с тем, что в интервале температур С происходит фазовый переход второго рода ,. В результате катионного обмена структура шпинели становится частично обращенной А ,А1МАч. Нагревание шпинели выше 0С приводит к существенному росту параметра инверсии при С параметр инверсии достигает значения 0,7. С увеличением степени обращенности I уменьшается параметр элементарной ячейки а. Параметр элементарной ячейки а у благородной шпинели синтезированной из расплава при 0С равен 8, а после отжига в течение 4х дней при С он уменьшается до 8, А . Впервые в системе з обнаружены твердые растворы со структурой шпинели до соотношения А0з . С увеличением содержания алюминия параметр элементарной ячейки алюмомагнезиальной шпинели уменьшается , однако показатель преломления увеличивается табл. В таблице 2 приведены значения а для кристаллов алюмомагнезиальной шпинели разного состава выращенные по методу Вернейля ,. Значения показателя преломления заимствованы из работы .