Інтенсифікація процесу спікання керамічних матеріалів на основі системи BaO – Al₂O₃ – SiO₂

Abstract

У статті розглянуто вплив добавок на інтенсифікацію процесу спікання керамічних матеріалів на основі системи BaO – Al₂O₃ – SiO₂. Враховуючи різні механізми взаємодії добавок з основною матрицею для досліджень було обрано модифікатори – MgO, Cr₂O₃, ZrSiO₄, TiO₂ та мінералізатори – CaCO₃, B₂O₃, MoO₃, SnO₂ : Li₂O. На підставі проведеного комплексу досліджень встановлено, що найбільш перспективним інтенсифікатором для процесу спікання цельзіану є евтектична добавка SnO₂ : Li₂O у кількості 1 мас.% з наступними характеристиками: водопоглинання – 5,1%, пористість – 13,4%, уявна щільність – 2,62 г/см³. Результати рентгенофазового аналізу свідчать про повне протікання реакції синтезу цельзіану за температури синтезу 1200 °С, що є підтвердженням зниження температури синтезу фази на 100 °С. Отримана цельзіанова кераміка відповідає вимогам, що висуваються до радіопрозорих матеріалів, та може використовуватись для виготовлення окремих деталей в авіакосмічній промисловості.

The article examines the effect of additives on the intensification of the sintering process of ceramic materials based on the BaO – Al₂O₃ – SiO₂ system. Taking into account different mechanisms of interaction of additives with the main matrix, modifiers – MgO, Cr₂O₃, ZrSiO₄, TiO₂ and mineralizers – CaCO₃, B₂O₃, MoO₃, SnO₂ : Li₂O were selected for research. On the basis of the conducted complex of studies, it was established that the most promising intensifier for the celsian sintering process is the eutectic additive SnO₂ : Li₂O in the amount of 1 wt.% with the following characteristics: water absorption – 5.1%, porosity – 13.4%, apparent density – 2.62 g/cm³. The results of the X-ray phase analysis show that the celsian synthesis reaction is complete at a synthesis temperature of 1200 °С, which is a confirmation of a decrease in the synthesis temperature of the phase by 100 °С. The obtained celsian ceramics meet the requirements for radio-transparent materials and can be used for the manufacture of individual parts in the aerospace industry.