обхідно контролювати декілька параметрів, таких, як форма і розмір часток, наявність сторонніх домішок, хімічний та стехиометрический складу вихідного порошку. Тому для отримання кераміки із заданими властивостями потрібно розвиток хімічних методів підготовки активних до спікання порошків, а також методів їх пресування в керамічні вироби.
1. Методи отримання нанопорошків для лазерної кераміки
1.1 Специфіка оптичної кераміки
У найбільш загальному вигляді технологічний процес виготовлення будь-якого керамічного виробу складається з послідовності стадій, показаних на малюнку 1. Перша специфічна особливість лазерної кераміки полягає в необхідності отримання в кінцевому підсумку безпористого зразка з щільністю, рівною щільності монокристалу того ж складу. Для цього на кожній стадії процесу необхідно забезпечувати якомога більш щільну упаковку частинок, високу дифузійну рухливість атомів в процесі спікання і максимально використовувати внутрішній стискуюче тиск, що є рушійною силою видалення пір при спіканні кераміки. Найбільш поширеним способом ущільнення вихідних матеріалів і спеченной кераміки є додаткове використання зовнішнього тиску - одноосного, ізостатичної або магнітоїмпульсной.
З цих трьох методів ізостатичне пресування є найбільш складним і дорогим, але в той же час найбільш ефективним процесом. Нижче наведені приклади того, що при раціональному методі підготовки шихти при синтезі лазерної кераміки можна уникнути стадії гарячого або холодного ізостатичного пресування.
Друга специфічна особливість оптичної кераміки полягає в тому, що кордони між зернами повинні бути оптично досконалі - не містити сторонніх домішок і мати якомога більш вузьку область невпорядкованості.
Рисунок 1 - Схема технологічного процесу одержання спеціальної кераміки
1.2 Вимоги до вихідних матеріалів для синтезу лазерної кераміки
При синтезі прозорою кераміки склад і якість вихідних матеріалів відносяться до критичних факторів, що визначає якість одержуваного продукту. Нижче перераховані основні фактори, що впливають на якість оптичної кераміки.
1.2.1 Розмір часток
Рушійна сила і час спікання для отримання зразка щільної кераміки визначаються кривизною поверхні частинок.
Згідно з правилом Herring a, якщо за однакових умов експерименту спекаются порошки однакової форми, але різного розміру, то часи, необхідні для отримання зразків однакової щільності, ставляться один до одного як
, (1)
де - відношення радіусів частинок, а - показник ступеня, який, наприклад, для випадку швидкості дифузії атомів в решітці, як лімітуючої стадії процесу спікання, дорівнює 3 [1]. Використання нанопорошків, з одного боку, дозволяє поліпшити спекаемость кераміки, а з іншого - створити кращі умови для схлопування пір.
Частинки дуже малого розміру (менше 10 нм) незручні для роботи, зокрема для пресування, і тому переважний розмір часток для виготовлення прозорої кераміки лежить в межах від 10 до 100 нм.
1.2.2 Розподіл ч...
