д температури спікання протягом 1 год [16]
Хоча кінетика спікання залежить від багатьох факторів, у тому числі від розміру часток, щільності їх упаковки, тиску і складу атмосфери і т. п., проте, наведений приклад показує, що неагломеровані порошки дозволяють досягти більш високої щільності кераміки при більш низькій температурі.
1.2.5 Домішки
Деякі домішки часто відповідальні за процеси переносу збудження і зміна сили поля лігандів навколо центру люмінесценції. Тому таких домішок слід уникати, і це загальне правило застосовується до будь-яких лазерним матеріалами. Стосовно до кераміці вплив домішок цим не обмежується. Більшість домішок або розчиняються в основному речовині, або утворюють нерозчинні включення. Розчинені домішки змінюють концентрацію власних дефектів в матриці і, відповідно, змінюють, наприклад, коефіцієнти дифузії основних компонентів. Величини останніх важливі для процесу спікання. Добре відомим прикладом є додавання до оксиду алюмінію невеликих кількостей (порядку 100 ppm) або, які сприяють отриманню прозорою кераміки [5]. Пояснення ролі добавок іновалентних оксидів на кінетику спікання зводиться або до збільшення коефіцієнта самодифузії, при введенні домішки, або до зменшення поверхневої енергії зерен - у присутності сторонньої фази. Введення добавок у вигляді домішки заміщення призводить також до генерації дефектів. Наприклад, при введенні домішки діоксиду кремнію в підгратками оксиду алюмінію відбувається реакція, згідно з якою на кожні три введених атома кремнію в підгратці алюмінію утворюється одна вакансія, тобто
. (2)
Домішка, що вводиться в кераміку при спіканні, при подальшому її повільному охолодженні може виділятися у вигляді скла на межах зерен і грати роль центрів розсіювання, що погіршують прозорість кераміки [6].
Вплив домішки на процес спікання кераміки на основі алюмоїттрієвого граната може бути зрозуміле при розгляді «дорожньої карти спікання», наведеної на малюнку 4 [7, 8]. Траєкторія розмір зерна-щільність кераміки характеризує відношення швидкості ущільнення кераміки до швидкості росту зерна.
Малюнок 4 - Дорожня карта спікання ІАГ-кераміки
На думку авторів [7], в залежності від умов експерименту і змісту спостерігаються три типи мікроструктури: пористий матеріал (відносна щільність від 60 до 90%) з субмікронних зерном, кераміка з закритими порами, щільністю від 90 до 97% з мікронними зернами (в середньому близько 2 мкм) і повністю ущільнена кераміка із середнім розміром зерна більше 3 мкм. При 1973К середній розмір зерна в кераміці, легованої, залишається близько 5 мкм, в той час як в чистій кераміці він зростає до 11 мкм. Це означає, що легіруюча добавка підвищує швидкість ущільнення кераміки щодо швидкості росту зерна, будучи інгібітором зростання зерна і сприяючи отриманню більш однорідною мікроструктури, необхідної для отримання прозорої кераміки. Швидкість ущільнення нелегованої кераміки лімітується процесом дифузії рідкоземельних іонів по межах зерен. При додаванні до шихті зростання кристалів і ущільнення кераміки, на думку авторів, відбуваються за механізмом жидкофазного спікання. Швидкість спікання збільшується з зростанням концентрації домішки, як результат збільшення швидкості перенесення речовини через рідку фазу і зменшення площі контактів зерен по типу тверде - тверде. ...
