Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

ЛЬБ^аС: The article deals with the preparation of a ceramics precursor on the basis of aluminum magnesium spinel (AMSh) by the method of thermal synthesis, as well as the study of effect of boron oxide addition on sintering of AMSh ceramics and on the properties of the products obtained. Keywords: transparent ceramics, optical ceramics, aluminum magnesium spinel, spinel synthesis, vacuum sintering. Керамика на основе алюмомагниевой шпинели находит широкое применение в металлургии, радиотехнике, химическом производстве, системе защиты и бронирования и рассматривается как перспективная в ядерной энергетике, поэтому изучение свойств и методов получения прозрачной оптической керамики из данного вида шпинели является очень актуальной темой для исследования [ 1 ]. Сейчас большое количество внимания уделяется развитию прозрачной керамики, так как она находит широкое применение во многих областях. В связи с этим, достигнутые успехи в керамической технологии тесно связаны с развитием технологии высокодисперсных порошков и теории спекания, знание которых помогает решить многие сложные задачи, связанные с созданием новых материалов. Прозрачная керамика из алюмомагниевой шпинели используется как инертная матрица в ядерном топливе, матрица в мишенях для превращения актиноидов, а также для иммобилизации радиоактивных отходов. Находит распространение как элемент оптики космических телескопов, защитных обтекателей, колпаков и окон для ракет, выводных окон УФ- и ИК-лазерных устройств, прозрачная броня и т. д. [1, 2]. Наличие пор, даже 3 %, делает керамику непрозрачной из-за низкого коэффициента преломления газовой фазы, находящейся в закрытых порах, для выведения которой применяют добавки, образующие твердый раствор c основной фазой. Полученный материал должен иметь пористость, сведенную к минимальному значению и плотность [ 2 ]. Достичь высокоплотного состояния керамики, являющего необходимым при создании прозрачного материала, можно лишь путём ограничения процесса рекристаллизации, замедлением его настолько, чтобы обеспечить удаление пор до начала этого процесса. Этого удаётся добиться только при введении добавок, которые также называют уплотняющими [3]. Одним из наиболее эффективных методов, позволяющим снизить температуру и продолжительность спекания и получить плотную керамику, является введение спекающей добавки В 2 О 3 . Данное исследование направлено на получение прекурсора керамики на основе алюмомагнезиальной шпинели и изучение влияния добавки оксида бора на свойства получаемых изделий. Исходным сырьем для получения порошка АМШ являлись гидроксид алюминия марки «Ч» и гидрокарбонат магния марки «Ч». Соотношение оксида алюминия к оксиду магния 50 : 50 мол. %. Смесь в заданном соотношении прокаливали в диапазоне температур от 1000 до 1200 °С в течение 1 ч. Добавку оксида бора вводили сухим способом в планетарной мельнице. Заготовки изготавливали методом полусухого прессования при давлении 100 МПа. Обжиг проводился в два этапа. На первом — удаление ВТС из заготовки, которое проводили при 600 °С. На втором — обжиг в вакууме при температуре 1650 °С для достижения высокоплотного состояния керамики. Для определения температур обжига проводили дифференциально-термический анализ полученной смеси. Данные ДТА показаны на рис. 1. Температура, °С 0 \ 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Рис. 1. Результат дифференцально-термического анализа смеси карбоната магния с глинозёмом 730