автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Плотная корундовая керамика с пониженной температурой спекания

^ 5 5:5 "Российский химико-технологический университет

имеии Д. И. Менделеева

I

На правах рукописи

ОРЛОВ СЕРГЕЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ

ПЛОТНАЯ КОРУНДОВАЯ КЕРАМИКА О ПОНИЖЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ СПЕКАНИЯ

05.17,11 —Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 1993

Работа выполнена в Московском химико-технологическом институте им. Д. И. Менделеева.

Научный руководитель — кандидат технически* наук, доцент Андрианов Н. Т.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Черепанов Б. С.; кандидат технических наук, дсцент Лемешев В. Г.

Ведущее предприятие —НПО «КОМПОЗИТ»,

. Защита состоится 1993 г, ■ в_час. в а уд.__ на заседании специализированного совета Д 053.53.01 при Российском химико-технологическом университете им. Д. И. Менделеева по адресу: 125190, Москва, А-190, Миусская пл., д. 9.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информационном центре РХТУ им. Д. И. Менделеева.

Автореферат разослан -1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета

^..—^А. В. БЕЛЯКОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Плотную корундовую керамику широко используют в различных областях техники благодаря уникальному сочетанию высоких показателей таких свойств, как 01 неупорнссаь, механическая прочность, диэлектрические характеристики, химическая стойкость. Однако распространенные в отечественной промышленности виды плотных материалов тлеют существенный недостаток - высокую температуру спекания, которая для разновидностей, не содержащих плавни, составляет 1700-1750°С, а при наличии плавней - 1600-1650°С. Указанной недостаток ускоряв'!' износ терг-лчь^кого оборудования, увеличивает расход огнеприпаса I! знеррии (топлива), ымньает тепловое загрязнение окрутощен оред-ы.

Проблема снижения темперетуры спекания керамических материалов и изделий занимает ванное г.есто в разработке ресурсо- и энергосберегающих технологий, на что ориентировано развитие экономики многих стран мира.

Цель работы - создание новых составов корундовой керамики, спекающихся при температуре не выиа 1500°С.Свойства керамики при этом должны соответствовать требованиям технических условий на один из наиболее распространенных отечественных вакуумплотных материалов БК94-1 или, по крайней мере, быть достаточно высокими для ревдьйой эксплуатеши в конкретных изделиях.

Научная, новизна.

I. Исследо&ено влияние добавки эвтектического состава системы на спекание оксида алюминия: вве-дзнне 4, 5 и 10 1зяс.% этой добавки позволяет получить плотную керамику с нулевым аодопоглощенисм сбкигом при 1650, 1600 и 1500°С соответственно.

й. При изучении спекания оксида алюминия с добавками системы У; 0^ установлено, что лучше спекаются образцы с соотношением тьким же, как в тройной эвтектике системы V¿Оь • Показано, что при ваедении двухкомпонянт-ных дпбяяок в об»,иге возникает трехкэмпонентный расплав за сччт перехода в него части оксида алюминия из спекаемой фазы.

3. Предложено расположение б ряд боросяликатных добавок эвтектически го согггеда пп убыванию пф^ектмвнсстн яоздерствир на спекания, опргдзъ'той по зоропопкпчэнн« о^па-шо« при один«-«"зьчх

- г -

массовых количествах добавки и одинаковых температурах обжига или по значениям усадки при постоянной скорости нагрева (здесь и дал«' я скобках указана температура плавления соответствующих звтектик) С «О - В^03 - 5Юг (Ш8°С)>СаО - В0О3 - $/02 (077°С)> >ВаО - Я^Од _зсОд (950ЙС)> ВаО - А^Од ^ (910оС)>

0 - в£о3 - зГ0г (1270°С).

4. Для оценки эффективности действия главней на спейание оксида алюминия предложены критерии на базе величин, используемых в технологии стекла: МвО/А^Од, у^ » (К х МеО - А1203)/ Е^Од и Р - (Мв0/А1203) , где МеО, А1203, В203

- мольные доли оксидов, К - коэффициент активности оксида металла в расплаве. Предельные значения критериев, нине которых получение плотной керамики Невозможно, в соответствии с расчетом на основе состава добавок по синтезу составляют: МеО/А^Ода 5,6, V}} »2,25, Р - 11,6.

б. На основании исследоввния инфракрасных спектров модельны' •стекол типа МеО - ВзОд - А12>3 (МеО и ВаО, СаО) <

получэиных введением глинозема в трехкомпонентные эвтектические смеси, Показано, что ионы алшиния находятся в тетраэдрической координации, По факту прекращения разрушения стекол при введении в их шихту глинозема при затвердении расплавов (стекла без глино эема разрушаются самопроизвольно) установлено увеличение степени новалентной увяэанности структуры стекол, т.д. подтверждено, что оксид алшиния выступает как.стеклообразоватйль и является тетра координированным.

6. Показано благоприятная роль оксида алюминия в составе добавки СаО - В^Од --^'О^ - А^Од для получения медкокристел.ли ческой керамики, причем эффект уменьшения размера кристаллов прс является-лишь при небольшом (0,05 мол.доли) содержании М^О^ - .

Апробация. Результаты работы доложены и обсуждены на вторе отраслевом семинаре "Конструкционная керамика для народного хозяйства".

Публикации. Получено положительное решение Государственной патентной экспертизы по заявке на изобретение. Опубликованы тез! сы доклада к а научном сешнаре.1

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из впадения, трех глав, включающих аналитический обзор литературы, цель работы и постановку исследования, экспериментальную часть, а также заключения, списка литературы (116 пышен.) и приложений. Основной текст изложен на машинописных страницах, содержит 10 рисунков, 14 таблиц.

Практическая ценность.

I. Разработан состав корундовой керамики, спекающейся при 1450-1500°С до беспористого состояния.

8. Разработаны составы корундовой керамики с высокой чистотой поверхности (7-8 класс), получаемой обяйгом при 1600°С без ывх&ни- . ческой обработки.

Основные годсиения, выносиыыв на завдту:

- результаты изучения, влияния октивируюэдк добавок (плазнай) на спекание оксида алюминия;

- новые составы корундовой керамики с высокой чистотой поверхности (7-0 класс), получаемой непосредственно после обжига;

- новые составы плотной корундовой керамики, Получаемой спеканием при Н50-1500°С; -

- результата определения координации ионов алюминия в модельных расплавах;

- аналитические критерии для оценки зффэктивностя йоздейстзия плавней на спекание глинозема)

- способ управления микроструктурой корундовой керамики путем введения оксида алюминия в состав плавня.

ШДШШЫЕ РАБОТЫ

I. Состояние вопроса и постановка исследования.

В обзере литературы проанализированы и обобщены данные, касающиеся теоретических вопросов спекания в присутствии жидкой фазы, особенностей технологии плотной корундовой керамики и существующих способов снижения температуры спекания. Способы, требующие получения исходного сырья, весьма эффективны. Например, керамика из актиьных порошков, полученных методом осатдения или разложения солей, спекается при П50-1400°С. Однако эти способы не получили и>'ри;Т| п распространения в промышленности из-за сложного аппаратурного о^ормчениг. Снижение температуры спекг чия введением добавок (гпачн'м'), пбррпутачх в обжиге «пдкуп фвзу, было признано

приемлемым и положено в основу иссдздований, поскольку позволяет использовать традиционное сырье и имеющиеся на заводах оборудовйг-нке.

По теории Кингери на первой стадии спекания по механизму растворение- кристаллизация, вносящей наибольший вклад е уплотнение, происходит переориентирование частиц твердой фазы под действием расплава при его появлении. Тягг как температура обжига создаваемого материала не долг.на превышать 1500°С, то расплав при спекании должен появляться при более низких температурах. Количество расплава должн-j быть достаточная для интенсивного прогеканмя спекания, но не чрезмерным, чтобы по'слб его затвердения коруца составлял непрерывную ывтрицу материала» В противнем случае свойства материале будут определяться стеклофазой с большей мере, чем корундом. Исходя из зтих ограничений определяли верхний и нижний продол содержания добавок. Согласно данным литературы, содержание плавней разнообразных составов в плотны* корундогшх материалах оЬычнЬ находится в пределах 2-20 тс.%, что и бьшо принято за основу в настоящей работе.

Химический состав добавок должен обеспечивать высокие Диэлектрические свойства стеклофвзы и* следовательно, материал^ ß целом. Это возможно, если добавки не будут сбДйряать соединений из щёдоч-ных мателлов, поскольку их ионы являются основными носителями тока в твердых силикатных стеклах. Добавки не должны, по-возмотШости, содержать компонентов способных окисляться, поскольку наличие Таких компонентов приводит к заметному ухудшению диэлектрических и механических свойств материала при обжига, других технологических термообработка^ (очистка, отжиг узлов и деталей) илй эксплуатации при повышенной температуре в окислительной среде.

В свете изложенных представлений в качестве добавок использовали составы, соответствующие легкоплавким эвтектикам систем:

yxOJ-MzOrSi02(i^s'c)/ üvO~ßzPj-Sc02(57l« rmt) ßaO- !h Ог. jy<?2 (SSO и grot), JfjO- ßzP^Sc^ (-(2 70% j, ■

При выборе добавок руководствовались известными диаграмм«.т состояния.

2, методики исследования.

Снрьем ,плл изготовления пбрезиов служили технические глиноземы с высоким содержанием ^ • Опытные образин изготяяли-

вали из глинозема марки ГЛ!Ж (ТУ 48-5-88-86). В случае получения высокоплотноП керамики дополнительно изготавливали образцы того не состава из глиноземов других марок: Г1ШС (ТУ 48-5-134-85) и ГН-1 (ГОСТ 6912-04). Иошпонвнты добазох имели квалификации "Ч" или "ХЧ".

Добавки смешивали с глиноземом мокрый способом в планетернай мельница. Образцу прессовали под давлением 100 Ша на связке нз смзси 7СЙ раствора ПЕС и 30% гдицзршт. Обжиг проводили а печи с хрогатланганосыки нагревателями с выдержкой 2 ч. при конечной температуре. Свойства образцов характеризовали водопоглощэниам (В), кажущейся платность» (Р^-) и пределом прочности при статистическом изгибе ((Г^. Для шштноспеченных образцов определяли диэлектрические показатели.

3. Спекание глинозема с добавкой плавня системы " 'л

Смесь эвтектического состава готовили из высонодиспзрскых (размер тастиц <г I иш) компонентов, прокаливали при ПОО°С, дез-агрегироЕпяи в ьельпнц« а вводили в глииозел в количества П-20 ыас.Гз. Ьысокопииперсныв компоненты использовали для более полного взакшдейстеия при прокаливании и для болев равномерного распреде-лени я добавки в глиноземе. Оксид алюминия при этом получали химическим осаждением гидрокслда с последующим разлоченнву. Образцы обтагали при 1500-1650°С.

' Значения .Рк иСГ материалов с 5 мас.% добавки'после обяиге при 1600 и 1650°С одинаковы И составляют 3,78 г/см^ и 390 МПа соответственно (рис.1).

максимальное уплотнение материала с б из.с.% добавки достигается при 1600°С. Оптимальное количество добавки прИ этом составляет 5 мыс.%, поскольку кен при большем, так » при Шныааи ее количестве показатели свойств образцов ухудшаются.

Снижение температура спекания материала возможно за счет увеличение мяичваяв дойавяя, однако это. может сделиъ материал доро-ке из-за внеокой стойкости оксида иттрия. Для получения керзьмки с нулевым водопогяок;еви«а при 1650, 1600 и 1500°0 требуется 4, 5 и 10 иас.% до<Зазкл спо-гвятагвешш. При снижении температуры обжига до 1500°С максимум кажущейся плотности и прочности проявляется при 10-12 иго.": доизгки, Уровень свойств образцов в целом ниже, чем . при более вчгшюй теепарая'ур» обчеига, но с манысиы количество«

Рис Л Влияние количества добйвки эвтектического состав» си с теш УгО^- Д @20г-• не спехаемость глиноэ^ва при разных температурах обжиги. Изменений водопоглощения (В) 00 ф кажущейся плотности (|5к)> О В'й и прочности () Д А А после обжига при 1500, 1600 и 1650°С соответственно.

добавки. Причина наблюдаемых явлений в тон, что по мере увеличения количества добавки спокянне улучшается, но при этой нарастает количество стенлофазы в обраацэх. Максимум плотности и прочности соответствует тгимаяьному количеству добавки при каждой температуре обжига. При снижении температуры обяига происходит ослабло-ние интенсивного"фактора спеКения, то есть изменение коэффициента диффузии, снижение растворяющей и смачивающей способности расплава, снижение скорости кристаллизации. Поэт-ому общий уровень свойств образцов тем нинса, чем ним температура обжига. Увеличение количества добавки частично компенсирует уменьшение Интенсивного фактора. При этом происходит смввение максимума прочности и плотности в сторону большего содерквния добавки.

С точки зрения свсйстз материала а количества дорогостоящего оксида иттрия, оптимальным содержанием добавки мощно считать 5 ыгс.%, позволяющим получать плотную керамику- при I600°G.

4. Спекание гяяноэема с добавками плавней систбмн JVtJj

Исследование спбкэння глинозема -с плавнями системы при различном (от 2/В до 8/2) соотношении компонентов имею целью выявить возможность дальнейшего снижения температуры спекания и роль пысоко,дисперсного оксида алюминия в составе плавня система УлО^-ЯвзО^- TIO& . Содержание добавки во избеяаняё резного увеличения количества экспериментальных ббразцоё во вс*х случаях составляло 5 нас.&. Образцы обкигали при температурах от 1500 до 1620°С.

Наилучшим образом спекались образцы с соотношением • УгО%/№я = 4/6, соответствующем соотношению зтих оксидов в эвтектике системы YiOj-ߣiO%- SCOz . ВыЬокеплотинЬ» прочные материалы с нулевым водопоглощением получены при соотношениях YlQ\/SlOi по массе 4/6, 6/4 и 8/2 обяиГом при 1600°С, а при соотнесении 2/8 - при 1620°С (табл.). . .

Отличительной особенностью Полученных плотных материалов является высок?я чистота их поверхности, сйбтййтствующая 7-8 классу, неппсэ»дст*»^но после обжига без дополнительной механической обря-богки, тогда крг длп материала Ш94-1 чистота Поверхности не превышает Я-б клясса. По водопоглощению, прочности и Диэлектрическим, cpofci »ar. nojiyoemr-je материалы соответствуют требованиям ТУ 027.00? пля BK-94-I.

Таблица

Свойств» плотные i ятериелов с добавками 5 ъж.% плавней системы У/О, ■ f^fy

Наименование Показатели свойств при соотношении YjPt:-fi$i масс.

показателей z=.a 3Tb 1 t>:4 |

Температура об«., °С 1620 1600 1600 1600

Водопогл., % 0,00 0,00 0,00 0,00

J> к, г/см3 3,72 3,78 3,79 3,72

(Г, Ша 360 390 380 360

Класс чистоты 7 В 0 7

йазовый состав плотного материала 5 ъж.% двойной добавки с соотношением X/Oj /1У(?2 = 4/6 аналогичен фазовому состава материала с 5 шс.% добавки эвтектического состава система у.'lO^flVlÖi-SiOl - 90 ct-Ml^i и J0 стоклофазы. Свойства этих материалов полностью совпадают. Сходство свойств и фазового состава указывают на то, что при введении двойной добавки часть оксида алюминия иэ спекаемой ¿азы переходит в расплав. В практике это позволяет исключить оксид алюминия иэ состава добавки и упростить т«м самым технологию, пйскольку высокодисперсный оксид алюминия, используемый как компонент добавки получают химическим методом, что трудоемко и экологически вредно.

Снижение температуры спекания за счет вариации соотношения YjOj/Sityl невозмоино.

5. Спекание глинозема с добавками бороей личных плавней.

Трехкомпонентнке боросиликатные добавки эвтектического состава вводили в глинозем по 5, 10 и 20 тс.%. Образцы обжигали в диапазоне 1450-1550°С.

Эффективность воздействия плавней оценивали, главным образом, по водологлощению образцов, обожженных в одинаковых условиях и содержащих равное массовое количество добавок или по значениям

усадки при нагреве с постоянной скоростью.

Худело результаты спи пана я получены с плавнем системы JJQO-&2O1-fti<?2 (1270°б). Материал с нулевым' водопоглощениом невозможно получить при введение 20 мас.% этого Плавня доте поел« обжига при 1550°С, тогда как Все рругйо плавки позволяют получитьв образцы с нулевым водопогяощенивм.

Добавка HlOy,' ftfj. Ш18°С) является.наиболее эф-

фективным плйвн®м. БвоДэнио 5 и 10 мас.% этого плаЕНЯ дает возмоя-ность получить йёрамику с нулевым яодопоглощением после обжига при 1550 и 1450°С соответственно» Все остальные добайки нэ позволяют этого сделать в анологичных условиях.

По мера умэнйкэния эффективности воздействия на спояянпе плаани можно расположить а ряд: QojO-(/fC8 с'С) > 7 ZzOi-ScOj (9пу> -e&O-ibb-S&Wtj*

Для выявления оптимального яоличестза наиболее эффективного плавня и оптимальной температуры об«ига материала исследовали спэ-ианно глинозема, содержащего 5-20 тс.% добавки при 1300, 1400 ii 1500°С. Нулевое воДопоглощение достигается при 1500, 1400 и 1300°С если материал содержит 8, 10 и 12 мае.% добавки (рис.2). Максимум кажущейся плотности и прочности при 1500°С соответствует ■ содержанию 12 добавки:»/^ « 3,72 г/си3,. » 380 «Ша.

микроструктура и фазовый состал материалов с 10 шй.% добаа-ки СвиО-ЯгОч ~ SCOl (Ш8°С), спеченных При 1450°С н с 12 тсЛ этой же дсбавки, спеченных при 1500°С, аналогичны: размер кристаллов 15-40x7-15 мкм, количество ствклофазн 12 об'.!Й. При исследовании под оптическим микроскопом эммирсионкых препаратов и агпплифоэ закрытой пористости на обнаружено.

Главный практический результат исследования спекания глинозема с боросиликатннми плавнями - получение беспорийтого керамического материала, содеркещяго 10-12 м&с.% добавки О&О'/ЬгО^ - Sityt (III8°C), обжигом при 1450-1500оС. Материал полностью соответствует требованиям ТУаЯО. 027.002 для ВК 94-1.

Рис.2. Зависимость свойств огаггннх образцов оу количества добавки СлО- Bzûj ~$i$z и тепп-зрртурь' обииГа 0 О О - Водопоглощение (В) облиго при 1500 ,

1400 и 1300°С соответственно. Ш И tJ - кажущаяся плотность 1Д- ) обжиг при 1500, 1400 и'Ш0°С соотпотстввнно.

 A à ~ прочность. (<Г- ), обздг при 1500, 1400 к 1300°С соответственно.

6. Исследование модельных стекол.

Для более полного понимания процессов, протектшх при спекании корунда с боросиликатными плавпяк'и, синтезир^ь^лк и исслед вели подольше стекла. При этом руководствовались классическим .определением стекла кяк' переохлажденной гядкигт», гохрянрадей особенности строения .расплава.

Все троИны* ейзеи эвтектического соотаяч боре*кяпкятных сгс тем* соответогпуюкие- составам добыток дчп сп«штя, ocîpaaytPT про зсачнь'в стекле <>з признаков кристаллизации, чюрггмм или ли:срр

ции. Данное обстоятельство позволяет утверждать, что составы расплавов совпадают с составами стекол после эатвер. дения. Исключение составляет система , которая не образует про-

зрачного стекла эвтектического состава и поэтому ее исключили из дальнейших экспериментов.

Для оценки способности расплавов растворять оксид алюминия к трехкомпонеатным шихтозым смесям боросиликатных систем добавляли последовательно возрастающие порции глинозема.

Стаяла варили при 1450°С, что соответствует оптимальной температуре спекания керамики с добавкой СаО-(Ш8°С).

Системы Сай- пг0г (Ш8°С) и Дл0-/2г0х-

(950°С) способны образовывать прозрачные стекла, если'они содержат не более 0,3 мол.долей глинозема, что в пересчете на мяс-су составляет 73,4 я 46,9 г на 100 г трехкомпонентной смеси. Системы СаО- и ^(8Ю°С)

способны растворять по 0,2 мол.доли глинозема или по 41,8 и 36,5 г/100 г. Наибольшему количеству растворенного вещества соответствует наиболее эффективный плавень, что согласуется с теорией Кин-гери - для стадии растворение - кристаллизация усадка пропорциональна количеству растворенного вещества в степени 1/3.

Изучение инфракрасных спектров модельных стекол позволяет утверждать, что ионы алюминия в них имеют гетрээдрическую координацию по кислороду. Ионы бора при введении в стекла сохраняют главным образе:, тетраздрическую координация, то есть расплавы содержат достаточное количество оксидов щелочноземельных металлов для обеспечения тэтрзэдрической координации ионов бора и алюминия кислородом.Подтверждением тезтраэдричесяой координации ионов алюминия в модельных стеклах служит увеличение степени ксвалент-ноР увязанности их структуры, которая проявляется п том, что стекла с глиноземом не растрескиваются при остывании на стальной плэс-7'нне. тогда как стекла без глинозема"всегда разрушаются. Это эна- • чит, чтов данном случае выступает как стпклообразоватвль, что соответствуй? тетраэдрической координации ионов влпминил.

Для оценки эффективности воздействия плавней на спекание глинозема предложены аналитические критерии, используемые в технологии стекля. В качестве критериев взяты: отношение мо&гого содержания оксида металла к мольному содержанию оксида алюминия -

- JE -

МО-О/Мгй^ . выражение, характеризующее адвиоборнуо онокедию пс Апяену - ^ « ill д УЫЗ-ЛёЛ где

}t - коэффициент активности (К (йы)) - I, %.(СиОj - 0,7), ЦЩ, Jitl&j , B¿Qq ~ ыольша доли соответствующих'оксидов. Обоба-ва-щиы критешшм служит произведение этих величин J2 = Н^Ц

t Jtto/Mxoj):

Установлено, что чем выше численны© значения критериев, тем более .эффективен плавень данного состава.

Нижний пред«;: значений критериев', при которых еще возможно получение плотной керамики: ( MtO/МгОз, ) « ty = 2,25, . J) я 12,6. Предельные значения критериев установлены при исследовании спекания глинозема с модельными стеклами на основе системы

C&Ü- ilz<h~ (Щ8°С), содержащими различные количест-

ва глинозема. Рассматриваемые величины достигают продельных значений при содержании в стекле данной системы 0,1 мол.доли глинозема. Ира увеличении доли глинозема вначения критериев снижаются, однако максимально возможное содержание в стекле денной системы,

как было показано ранее - 0,3 мол.доли. Следовательно, спекание керамики с добавкой СлО- Вл - СШ8°С) протекает

, в области,далекой от максимально возможного содержания в расплаве.

¿ведение оксида алюминия в состав добавки увеличивает его концентрацию Сх в расплаьв, уменьшая одну из движу^х сил жидкост-но-рекристалдизационного спекания - А С = Сн - Сх, где: С'н - концентрация насыщения, меняя л С, ыоано регулировать микро структуру керамики. Так, керамика с добавкой на основе системы

Cao- bit?. содержащей 0,05 мол.доли Двг9±

отличаетсн ыеякокрисчавлическсй структурой. При большем содержании- ^fo^jj , k¿k й при его отсутствии, получается крупнокристаллическая c'lpyKi'/pa.

' ВАЮЮ'ШЩ

13 работе исследовано спеквнве глинозека с с линями различны систем.

добавка эвр9к*ичйского иьстШ системи Уг - /К?г Оt - . Г. 'О (1345сС) аК-йКт;ш;а cjmittóT температуру спекания, однако для ппл чьний плотнай квраыикн при 150Ü°C яреЬ)«:ся г.^этагочно большое е

количество, что мо*ет оказаться нецелесообразным из-за высокой стоимости оксида иттрия.

Боросиликатниз плавни эвтектических составов оказывают различное воздействие на сяспаниа, причем наиболее эффективно снижает температуру спекания добавка ОххО- ИгО^- Ц^Оз. (1П8°С).

Выявлена роль химического фактора: увеличение доли оксидов щелочноземельных металлов в расплаве способствует спеканию.■

По результатам проведенной работы сдоланы выводи.

1. Плотная кордмшш о нулевым водологлещзнием и температурой спекания 1500°С может быть получена при введении в глинозем 10 масД добазкй эвтектического состава системы

2. Свойства и фазовый состав материалов с добавками эвтектического состава систсмн УгО% " Л ^ " -IV и систем

УгОт_- с соотношением компонентов, соответствующим их содержание з троПноЛ эвтэкгике, одинаковы при одинаковой температуре обжига, поскольку част! оксида алюминия переходит из спокаемой фазы в расплав при введении двойной дйбавки и после охлаждения .образуется трзхкомпонентная стеюгофаза.

3. Созданы плотные керамические корундовые материалы с добавка;.™ 5 мйс.% плавней системы Уг^-Л^ при соотношениях компонентов добавки от 2/8 до 8/2. Температура спекания керамики до нулевого водсроглощения 1600-1620°С, предел прочности на изгиб 350-390 ;Иа, кажущаяся плотность 3,72-3,79 г/см^, чистота поверхности после облига без механической обработки соответствует 7-8 классу. 1

4. Создана беспористая корундовая керамика с 10-12 мяс.% добавки эвтектического состава СлО- - -Л.'^ (1П8°С), имеющая температуру спекания 1450-1500°С.

. 5. Эффективность воздействия плавней на спекание оксида алюминия может быть оценена на основе критериев: МеО/А^Од , % = (К х ¡<1е0 -А1203 )/Вгр3 и Р » ^ х (Ме0/А1203 ), где МвОД^О^ , В2О3 _ мольные доли соответствующих оксидов, К - коэффициент активности (Е%ао = I. =■ 0,7). Нижнее предельные значения критериев, при которых возможно получение плотной керамики: ;,1чО/А1203 » 5,6 , Уа ' 2,25, Р » 12,6.

6. При расгвореи.ш оксида алшшмя в модельных борооллшсаиш расплавах, -а следовательно и в расплавах, образуемых пра спекании керамически* образцов, ионы алюминия приобретаю!' теграэдрическую координацию по кислороду, чю установлено инфракрасной спектроскс лией модельных стекол. Образование тегракоордлнлровашшх донов алшинля подгверкдено фактом повышения степени ковалентйой увязан носги структуры стекол: введение гллназема в шихту уыеньшаег'растрескивание модельного стекла при охлакдении расплава на воздухе. Таким образом, несмотря на присутствие ионов алюминия в тетраэд-рической координации, которая по Куаолеву не способствует спекании корунда, плавень слсгемы f5à.O~ весьма эффзкмвеь ск|фект.шносгь воздействия плавна на спекание в оольшей мере одре; ляетси природой и соотношением компонентов, чем координацией иош алшиийя.

7. Введение оксида алюминия в состав Соросиликатных плавней дозволяет управлять микроструктурой керамики за счет измеяенля да ¡даей' силы спекания, Так, введение 0,05 мол.дола в Соси плавня системы Q&-0- SjOz, позволяет получить кор; довую керашку с мелкокристаллической структурой.

8. Различия в марках глинозема с высоким содержанием oL фо;

MlOx " ГМК, ГКЖЗ или Гй-З - на оказавают зачетного влиян

на свойства керамики.

. 9. Свойства созданных плотных, корундовых материалов с добав каш плавней ОкО-ЦхО^- и У*^-

полностью соответствует техническим услсвлнм (TÏ аЯ0.027.002) на материал БК 94-3,

Разработанный материал с пинлкенной температурой спекания пешио прошел опыгно-промьшлоняыэ испытания на базе организация il¿11 "ДОН", На заводз "Поллкор" выпущена, ошшая партия годных га новых изделий ut* нового корундового маг-зрцала с высокой чистотой поверхности.

Основные лодо;.оаиа диссертации опубликованы в работах.

1. ПолоЙ11т..льг:ое решение РосударсгьзшюД научио-технп чезкоЕ ôKcnepï/.зи лзоор?*'-Л)ИП по зшшке & 4739115/33-1x^478.

2. Орлов C.B. л др. №ра:ллкп лз окелда шшвая с доОьвш бороевдлгатиьпе сг*кол// П охраслоноГ реианщ» "Кзасхрукцлойвая кс рачлки для на^одтого хозяйства". Тег.докл.: - v., 19Э0. - С.24-25.