Окись алюминия. Часть 3
Но в промышленных условиях получить инструментальную керамику с зернами такого размера весьма трудно главным образом из-за их роста в процессе спекания. Пористость инструментальной керамики не должна превышать 1%. Характер распределения пор также имеет большое значение — находятся ли поры внутри зерен или на границах зерен. Захват пор внутрь зерен обычно наблюдается при их интенсивном росте, а это ухудшает механические свойства керамики [724].
Интересны исследования по получению плотных изделий из α-Al2O3 без вторичной рекристаллизации в процессе спекания. Так, например, фирмой «Дженерель электрик» (США) разработан способ получения просвечивающейся керамики из поликристаллического α-Al2O3 под названием «лукалокс». Плотность этого материала близка к теоретической и равна 3,98.
Твердость близка к алмазу. Предел прочности лукалокса при сжатии находится в пределах 2000—4200 кГ/см2, что зависит от размера кристаллов. Для получения лукалокса тонкодисперсный порошок Al2O3 прессуют под давлением от 800 до 8000 кГ/см2. Изделие сначала обжигают при 1000° С в воздушной среде, затем — в среде водорода при 1700° С в течение 15 ч и, наконец, при 1900° С — 2 ч. Лукалокс применяют в машиностроении, оптике, электронике и т. д. [725]. Лукалокс используют также и в светотехнике в виде трубок вместо нити накаливания в электрических лампах. Внутри лукалоксовой трубки между электродами пары натрия нагреваются до высокой температуры, при этом испускается бело-золотистый свет, который в 6 раз ярче света обыкновенной электрической лампы. Баллон лампы сделан из термостойкого стекла с высокой светопреломляемостью. Срок службы лукалоксовой лампы около 6000 ч. По другому способу к Al2O3 добавляют тонкодисперсный Мо в количестве ~10 об. %.
Из полученной смеси формуют изделия обычным методом, принятым в порошковой металлургии. После спекания изделий в вакууме они имеют плотность 98% теоретической, при этом средний размер зерен 2 мк. В образцах не обнаружено признаков вторичной рекристаллизации, а их прочность на изгиб оказалась равной 7000 кГ/см2 и выше [726].
Из Аl2O3 получают нитевидные монокристаллы из газовой фазы путем нагревания алюминия в среде водяного пара при температуре 1500° С (2Al + ЗН20 -> Аl2O3 + ЗН2) или из интерметаллического соединения TiAl3 при температуре 1450° С в струе влажного водорода.
Получаемые при этом игольчатые гексагональные кристаллы имеют длину до 3 мм и толщину от 3 до 50 мк. Нитевидные монокристаллы используют в качестве армирующего материала, как это делают, например, при изготовлении стеклопластиков со стекловолокном. Нитевидные монокристаллы имеют минимум дефектов кристаллической решетки и обладают прочностью на растяжение до нескольких сот тысяч кГ/см2 [727].
Другие части: