开发的陶瓷材料对红外线透明

Y2O3采用复合

Y2O3的FeSEM图像-MgO复合SPS陶瓷在1100(a),1200(b),1250(c)和1300℃(d)下烧结。信贷:Fefu Press Office

远东联邦大学的科学家(FEFU)与同事从化学研究所(RAS) 2月,单晶研究所(乌克兰),和上海陶瓷研究所(中国科学院)开发Y2O3-MgO纳米复合陶瓷均匀分布的两个阶段,在11 GPa显微硬度,yabovip2021250海里的平均晶粒尺寸。它能够传输超过70%的红外波段,波长可达6000纳米。相关文章发表在陶瓷国际

由于亚微米颗粒的大小及其均匀分布在整个体积的材料,氧化钇和氧化镁(Y2O3-MgO)陶瓷拥有先进的光,热,机械性能(热稳定性、热导率、硬度等),超过其单相商业模拟Y2O3和采用这些参数。该团队成功地实现了这些先进的特性,这要归功于一种创新的方法——spark等离子体钇和氧化镁纳米粉末烧结。这种方法正在Fefu和化学研究所(2月Ras)积极开发。yabovip2021

例如,新材料可用于现代高科技生产过程,例如在航空航天工程中制造IR系统的屏蔽窗。

“为了开发两相均匀分布的Y2O3 - MgO纳米陶瓷,我们的同事必须解决Y2O3和MgO纳米粉体中颗粒接触点均匀分布的复杂问题。为此,他们使用了自蔓延甘氨酸-硝酸盐合成的方法,过量的甘氨酸和硝酸。由于使用过量甘氨酸的反应系统,在复合纳米粉末合成过程中的短时间内产生大量的成核中心,并且达到了Y2O3和MgO纳米粒子尺寸的均匀性。在反应过程中发出的大量气体确保了颗粒的分离并防止聚集。在这些条件下,粉末的整合主要是因为没有晶界滑动,转动和进一步聚结会的塑性变形。烧结过程中整个压缩体积的温度差异减少到最低烧结过程中,“Fefu的研究团队负责人Denis Kosyanov说,以及国家技术倡议中心的高级研究员Fefu。

根据科学家,Y2O3-MgO陶瓷纳米复合材料已在世界各地积极研究了几年。它们被认为是用于IR范围内的操作的有希望的材料,并且已知用于增加机械和热稳定性。

新材料具有交错结构,具有1:1相体积比。其平均粒度为250nm,微硬度超过11 gpa。陶瓷在IR范围内透射超过70%的光,波长高达6,000nm。

该材料由Y2O3和MgO纳米粉体制成,粒径可控。用放电等离子烧结的快速固结方法将粉末压实。整个过程耗时8分钟,温度为1300℃,压力为60mpa。这种方法有助于科学家抑制扩散传质,防止晶粒长大超过临界尺寸(~ 400nm)。

“Y2O3-MgO纳米复合材料的IR透明度随着烧结温度的增加而增加,顶部值在1,300-1350℃下达到。这是由于样品密度,晶粒生长和晶界长度的减少的增加。在较高的烧结温度下,系统换档的平衡,Y2O3和MgO颗粒的交错结构被破坏,并且所谓的异常谷物生长发生,“丹尼斯科斯昔诺夫总结道。

FEFU管理着一个材料优先项目和一个神经技术、VR和AR技术国家技术倡议中心(批准号:2018年10月16日,第1/1251/2018号)。这些领域的研究人员开发了用于微电子、照明技术和放射化学的多功能陶瓷材料的科学和技术基础。yabovip2021

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参考:“烧结温度对Y的结构和光学性质的影响2O.3.-mgo复合SPS陶瓷“由N.A. Safronova,O. S.Kryzhanovska,M.V.Dobrotvorska,A. E. Balabanov,А。V. Tolmachev,R.P. Yavetskiy,S.V.Parkhomenko,R. Ye。Brodskii,V. N.Baumer,D. Yu。Kosyanov,O. O. Shichalin,E.K.Papynov和江李,2019年11月18日,陶瓷国际
DOI: 10.1016 / j.ceramint.2019.11.137

D.Yu。Kosyanov感谢俄罗斯联邦科学和高等教育部(批准号3.2168.2017/4.6)。

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