ВУЗ:
Составители:
9
Области применения прозрачных керамических материалов определяются не
только способностью их пропускать свет, но и всем комплексом других рабочих свойств,
присущих этим материалам: огнеупорностью, устойчивостью к воздействию агрессивных
сред, термомеханическими и электрическими свойствами, наличием или отсутствием
пористости и т.д. Однако в большинстве своем определяющим свойством в применении
керамики все-таки является ее прозрачность с учетом важнейших для каждого
конкретного случая других указанных свойств. Прозрачная керамика используется в
светотехнике (изготовление натриевых ламп), в инструментальной оптике (линзы,
детекторы, фильтры, лазерах и т. д.) Для этих целей используется керамика «Лукалокс»,
бериллиевая керамика, «Иттралокс».
Получение прозрачной керамики из высокодисперсных порошков, регулирование
микроструктуры керамики рассмотрены в цикле работ Е.С. Лукина (Лукин Е.С.
Современная высокоплотная оксидная керамика с регулируемой микроструктурой. Часть
3. Микроструктура и процессы рекристаллизации в керамических оксидных материалах //
Огнеупоры и техническая керамика.– 1996.– №7.– С. 2-7.)
В последние годы большое внимание уделяется разработке прозрачной
поликристаллической керамике благодаря её высоким оптическим и термомеханическим
свойствам и возможности допирования в широких концентрационных пределах
редкоземельными ионами.
Одним из важных направлений на этом пути является создание высокопрозрачной
керамики Nd
3+
:YAG (иттрий-алюминиевый гранат, активированный неодимом),
Nd
3+
:Y
2
O
3
(оксид иттрия, активированный неодимом, представляющий собой твёрдый
раствор неодима в кубическом оксиде иттрия) и из других оксидов – активных сред
твердотельных лазеров. Преимущество лазерной керамики перед монокристаллами –
большие размеры, возможность создания многослойных элементов с большой
концентрацией активных центров и более низкая цена.
Основой для создания высокопрозрачной керамики являются нанопорошки,
получаемые разными методами. Эти нанопорошки должны быть
слабоагломерированными. Другим важным условием для получения прозрачной
керамики является необходимость полного удаления пор в процессе спекания
порошковой заготовки.
Одним из путей удаления пор является применение методов прессования
порошков – это метод горячего прессования и сухое прессование с наложением
ультразвукового воздействия. Применение ультразвука при уплотнении нанопорошков
позволило повысить прозрачность керамики и снизить коэффициент ослабления
излучения в ней на определённой длине волны.
Требования, выполнение которых необходимо для синтеза оптических керамик
высокого качества: использование материалов кубической сингонии, обеспечение
межкристаллитных границ на уровне примерно 1 нм, содержание пор и включений в
керамике должно быть <1–10 млн
-1
(русский эквивалент обозначения ppm- part per million
–частей на миллион). Использование материалов с кубической сингонией определяется
тем, что в кубических кристаллах преобладает механизм однородного уширения
энергетических линий. Выполнение двух других требований необходимо для обеспечения
прозрачности керамики. Ранее было показано, что велика роль совершенных
межкристаллитных границ в обеспечении процессов энергетического рассеяния и
диффузии.
Экспериментальные исследования показали, что дальнейшее улучшение
оптических и лазерных характеристик нанокристаллических керамик будут затруднены
без фундаментальных знаний о свойствах и структуре границ между зёрнами, толщине,
составе этих границ, поскольку межзёренные границы и поры материала керамики
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- …
- следующая ›
- последняя »
