Ионика твердого тела. Том 1 - Иванов-Шиц А.К.
ISBN 5-288-02746-3
Скачать (прямая ссылка):
напряженности поля
Чаще всего работают с концентрацией 0,5 г (3-глинозема на 1 см1 амилового
спирта, поскольку при более высоких концентрациях возникают проблемы,
связанные со значительной текучестью осадка Рабочее напряжение
ограничивают значением 500 В, поскольку при более высоких напряжениях
начинают протекать нежелательные электрохимические реакции Получающиеся
при этом газообразные продукты разложения электролита приводят к
образованию в сыром изделии больших пор (размером до десятков микрон)
Такие большие поры обычно не залечиваются при последующем спекании
Преимуществом метода является возможность формования изделий сложной
формы, поскольку осаждение в углах и других углублениях не представляет
проблемы Кроме того, полученные очень однородные сырые заготовки легко
спекаются Обсуждение метода электролиза можно найти в обзоре Пауэрса [60]
Тонкостенные трубки р"-А1203 получали [25] с помощью метода трафаретной
печати (подробнее см гл П, & 4)
В технологии создания керамики [3- и Р"-глиноземов спекание - самая
ответственная и сложная операция При температурах ниже ЮОО^С удаляются
летучие составляющие органические связки, вода, продукты разложения солей
При температуре 1450°С происходит химическое взаимодействие активных фаз
(обычно при участии жидкой фазы), что сопровождается образованием (S- и
Р"-глиноземов, уплотнением керамики, ростом зерен Конечная цель спекания
- получение образцов с максимально высокой плотностью и заданной
микроструктурой Быстрое спекание при 1550°С характеризуется тем, что
образование р"-фазы существенным образом отстает от уплотнения Для того
чтобы завершился фазовый переход р- в р"-фазу, после спекания проводится
отжиг при температуре несколько ниже температуры спекания (1300-1500°С),
поскольку скорость нежелательного^разраста-ния зерен при этой температуре
понижается в несколько раз [24] На рост зерен также влияет
предварительная температурная обработка при 1400-1475°С, проводимая перед
спеканием
В режимах получения высококачественной (с высокой плотностью) керамики
главенствующую роль играют температура спекания и время перемешивания
шихты в шаровой мельнице В качестве иллюстрации на рис IV 4 1 6 показаны
зависимости плотности керамических таблеток от метода приготовления
шихты, температуры спекания и времени помола
В процессе синтеза при повышенных температурах (7М 100°С) происходит
погеря натрия (в результате испарения), поэтому необходимо предпринимать
специальные защитные меры отжиг производить в закрытых платиновых
контейнерах или в засыпке из того же материала, использовать метод
зонного отжига Дополнительным источником натрия может служить либо
порошок того же состава, что н спекаемый образец, либо алюминат натрия
Однако использование буфера из порошка Р-глинозема еще не гарантирует
отсутствие потерь натрия при спекании Так, Ривьер и Пелтон [54] сообщили
о потерях 0,7% натрия во время спекания Р-глинозему при 1530°С в течение
2 ч в порошке р-А1203 Бикало с соавторами [53] указывают на потерю 4,2%
оксида натрия в процессе спекания р-глинозема в засыпке при 1850°С в
течение 3 ч
Пауэрс и Митофф нашли [26], что плотность керамики Р-глинозема при
спекании в кислороде значительно выше (на 0,02-0,04 г/см3), чем при
спекании на воздухе Как было показано Червонным с соавторами [61],
испарение натрия из р-глинозема носит диссоциативный характер, те поры
содержат главным образом Na, а не Na20 Поэтому повышение парциального
давления кислорода приводит к сдвигу равновесия реакции Na20 *A12G3 Al303
+ 2Na + (1/2)02 в сторону Р-глинозема
Для управления микроструктурой керамических образцов был предложен
двухступенчатый метод спекания [62], в результате которого получается
более грубозернистая, но и более однородная микроструктура, чем в случае
одностадийного спекания
При зонном спекании [63, 64] трубки электролита быстро (со скоростью 3-12
см/мин) протягиваются через горячую зону (с температурой 1700°С)
небольшого размера (около 6 см) в сравнении с длиной трубок (40-60 см)
Зонное спекание можно проводить при вертикальном, горизонтальном и
наклонном положениях трубки Давление паров оксида натрия в печи создается
за счет испарения из самих трубок Потери Ыа2Омалы, поскольку время
пребывания заготовок в горячей зоне очень непро-
455
должителыю Керамика, полученная методом зонного спекания, имеет высокую
плотность и мелкозернистую структуру
Р, г/см*
МИН
456
Относительная плотность, %
, y Рис. IVА. 1.6 Влияние времени помола, времени и температуры
спекания на плотность керамических таблеток (а), керамических образцов
(б) и изменение относительной плотности керамики Na-p-AhQa в зависим ости
от температуры спекания [40] (в), j - X а - время помола. / -
4 ч, 2,3 - 4 ч, 4 - 70 ч (по данным [27]);
, б- температура спекания: J - 1500°С, 2 - 1560°С? 3 - 1590°С, 4 -
1620°С (по данным [40]), в - материалы получены методом пиролиза при
температуре 1000°С* время обжига 1,5 ч (по данным [40]). Метода получения
