Корундовая керамика с добавками, содержащими компоненты с низким поверхностным натяжением

• Автор: Смирнов, Валерий Вячеславович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1.АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКЕ

1.2. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ МЕЛКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ КОРУНДОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.3. ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК НА СПЕКАНИЕ II ФОРМИРОВАНИЕ ПЛОТНОЙ

МЕЛКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ

1.4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА КОРАЛ2

1.5. ПОДГОТОВКА ТОИКОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ОКСИДНОЙ КЕРАМИКИ

1.6.ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ

1.6.1 Уменьшение размеров критических дефектов

1.6.2. Уменьшение неблагоприятных внутренних напряжений
1.6.3.Увеличение сопротивления распространению трещины
1.6.4. Создание поверхностных слоев
1.7. ВЫВОДЫ ПО ОБЗОРУ ЛИТЕРАТУРЫ
2.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЫ1АЯ ЧАСТЬ
2.1.ЦЕЛБ, ЗАДАЧИ И НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.2 ПОСТАНОВКА РАБОТЫ
2.2.1 Обоснование выбора добавок
2.2.2 Особенности синтеза добавок
2.2.3. Технология подготовки и обжига
2.3 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.4 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ С РАЗЛИЧНЫМИ ДОБАВКАМИ
2.4.1 КОРУНДОВАЯ КЕРАМИКА, СОДЕРЖАЩАЯ ДОБАВКУ СИСТЕМЫ А3 гг Сг
2.4.2 КОРУНДОВАЯ КЕРАМИКА, СОДЕРЖАЩАЯ ДОБАВКУ СИСТЕМЫ А з Хг ТЮ
2.4.3 КОРУНДОВАЯ КЕРАМИКА, СОДЕРЖАЩАЯ ДОБАВКУ СИСТЕМЫ А гю2 8Ю
2.4.4 КОРУНДОВАЯ КЕРАМИКА, СОДЕРЖАЩАЯ ДОБАВКУ
системы а2о3 2 о
2.5 СПЕКАШЕ КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ С ДОБАВКАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ КОМПОНЕНТЫ С НИЗКИМ ЗНАЧЕНИЕМ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ
2.6 СТРУКТУРА И ПРОЧНОСТЬ КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ С ДОБАВКАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ КОМПОНЕНТЫ С НИЗКИМ ПОВЕРХНОСТНЫМ НАТЯЖЕНИЕМ
2.7 ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК НА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНУЮ ПРОЧНОСТЬ КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ
2.8 ВЛИЯНИЕ МЕЖКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ГРАНИЦ НА ПРОЧНОСТЬ КОРУНДОВЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Однако среди большого числа разнообразных добавок практическое применение нашли лишь некоторые из них, в частности, М§0, ТЮг, СГ2О3, БОг, ЪхОъ МО2, В2О3, как в отдельности, так и в композиции друг с другом. Особенно широкое распространение получили корундовые материалы, легированные М§0 в количестве до 1% мае. Такие материалы характеризуются мелкокристаллической структурой с размером кристаллов, обычно не превышающим - мкм, низкой пористостью (не более 3-5%) и прочностью на изгиб 0-0 МПа (5,6). Среди отечественных корундовых материалов, легированных М§0, можно выделить микролит (содержание М§0 0,5 - 1,0% мае. Высокая прочность и мелкокристаллическая структура позволяют использовать его для производства наиболее ответственных деталей в машиностроении, в частности, матриц и пуансонов для горячего прессования, сопел для разнообразных машин и пластин для обработки металлов (4). Широкое распространение получили корундовые материалы, содержащие 0, - 0,5% М§0 (ВК-, ВК-, ВК-0-1, ВК-0-2). Перечисленные материалы обладают высокими диэлектрическими свойствами, высокой стойкостью к деформации до температуры °С, низким давлением паров в вакууме при высоких температурах, высокой термостойкостью и износостойкостью, что позволяет использовать их в качестве изоляторов, окон выводов и вводов энергии, подложек интегральных схем в электронной технике, нитеводителей в текстильной промышленности, термопар, подогревателей электровакуумных ламп и других деталей, работающих при высоких температурах, клапанов, деталей насосов для перекачки кислотных пульп при высоких давлениях и температурах. Для производства термостойких корундовых тиглей используют материалы, содержащие около 1% ТЮ2. Кроме высокой термостойкости, температура спекания таких материалов снижается на 0-0°С (7). Помимо указанных видов керамики в настоящее время в различных областях техники применяют материалы, содержащие стеклофазу в количестве % и более - ВК-1, БВ-7 (миналунд и синоксаль). В последнее время, особенно за рубежом, появилась тенденция к использованию корундовых материалов с равномерной мелкокристаллической структурой, имеющих прочность 0-0МПа (8). Применение таких высокопрочных материалов позволяет повысить срок службы и надежность изделий, работающих в самых различных условиях. Но получение подобных керамических материалов связано с повышенными требованиями к исходному сырыо и применением в ряде случаев специальных методов спекания. Технический глинозем представляет собой, главным образом, у-А0з с примесями других безводных форм. Сырьем для получения глинозема являются в основном минералы, содержащие гидраты оксида алюминия: бемит А*Н, гидраргилит А*ЗН и др. Технический глинозем получают методом Байера, основанным на разложении исходного глиноземистого сырья раствором щелочи с образованием алюмината натрия, который переходит в раствор, а сопутствующие примеси (БЮ2 , Ге3 и др. После очистки от примесей выделяют чистый гидроксид алюминия, который прокаливают при температуре -°С. Полученный порошок и представляет собой технический глинозем (марка Г-). Технический глинозем является одним из основных видов сырья для производства отечественной мелкокристаллической керамики. По минеральному составу частицы, из которых состоит технический глинозем, имеют форму пористых сферолитов, представляющих собой скопление мельчайших кристаллов у-А. Из измельченного технического глинозема изготовить качественные изделия трудно, так как при обжиге они дают значитслыгую усадку и содержат много примесей. Поэтому технический глинозем подвергают дополнительной термообработке при температурах, достаточных для перехода у-А0з в а-А0з. После такого обжига сферолиты становятся более хрупкими, что способствует лучшему измельчению глинозема и получению из него более плотных изделий с небольшой усадкой (9,). Для изготовления мелкокристаллических корундовых изделий с высокими диэлектрическими и механическими свойствами необходимо произвести дополнительную очистку глинозема от примесей Ыа, содержащихся до 0,3 - 0,5% мае. Бе, образующегося в процессе помола глинозема металлическими шарами.