Preparing bulk transparent magnesium aluminium spinel – a few tricks of the trade

• Autorzy: Witek A.

Warianty tytułu

PL

Wytwarzanie masywnej, przezroczystej ceramiki spinelu magnezowo-glinowego – kilka sztuczek technologicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The most successful attempts for preparing transparent magnesium aluminium spinel ceramics have been conducted with using hot isostatic pressing (HIP). In this paper a list of tips and tricks useful for manufacturing bulk transparent HIPed spinel ceramics is presented. The step by step subroutine from starting material to the final product, for manufacturing transparent ceramic armours tiles and three dimensional elements is described. The green body preparation, pre-sintering parameters, HIP temperature/pressure history and discoloration parameters are released and explained in details. Master these four fundamentals, and one stands a good chance of getting MgAl2O4 ceramics with the real-inline transmission over 82% in the spectrum from visible to the mid infrared.

PL

Najwięcej udanych prób wytworzenia przezroczystej ceramiki spinelu magnezowo-glinowego przeprowadzono z użyciem techniki izostatycznego prasowania na gorąco (HIP). W artykule zaprezentowano listę zabiegów użytecznych przy wytwarzaniu masywnej, przezroczystej ceramiki spinelowej metodą izostatycznego prasowania na gorąco. Opisano krok po kroku postępowanie od wyjściowego materiału po produkt końcowy w przypadku wytwarzania przezroczystych, ceramicznych płytek pancerza oraz elementów trójwymiarowych. Ujawniono i objaśniono szczegółowo przygotowanie surowego wyrobu, parametry wstępnego spiekania, historię prasowania izostatycznego na gorąco w odniesieniu do temperatury i ciśnienia oraz parametry procesu odbarwiania. Mistrzowskie opanowanie tych podstaw stwarza dobrą szansę uzyskania ceramiki MgAl2O4 o realnej transmisji powyżej 82% w zakresie widma od widzialnego do podczerwieni.

Słowa kluczowe

EN

transparent ceramics; spinel; HIP

PL

ceramika przezroczysta; spinel; HIP

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 65, nr 3
• Strony: 386--392
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Witek A.

• Institute of Ceramics and Building Materials, Department of Nanotechnology, ul. Postępu 9, 02-676 Warszawa

Bibliografia

• [1] Sanghera, J.: Ceramic laser materials, invited lecture given in the Institute of High Pressure Research , Polish Academy of Sciences, April 2012.
• [2] www.disclose.tv/action/viewvideo/8782/Spinel_Transparent_Armor_Defeats_Barret/ , 28 Jan. 2012.
• [3] Ikesue, A.: Polycrystalline Nd:YAG ceramic lasers, Optical Materials, 19, (2002), 183-187.
• [4] Apetz, R., van Bruggen, M.P.B.: Transparent alumina: A light scattering model, J. Am. Ceram. Soc., 86, 3, (2003), 480-486.
• [5] Helle, A.S., Esterling, K.E., Ashby, M.F.: Hot Isostatic pressing Diagrams: New Development, Acta Metal., 33, 12, (1985), 2163-74.
• [6] Shimada, M., Endo, T., Saito, T., Sato, T.: Fabrication of Transparent Spinel Polycrystalline Materials, Matter. Lett., 28, (1996), 413-415.
• [7] Gilde, G., Patel, P., Patterson, P., Blodgett, D., Duncan, D., Hahn, D.: Evaluation of Hot Pressing and Hot Isostatic Pressing Parameters on the Optical Properties of Spinel, J. Am. Ceram. Soc., 88, 10, (2005), 2747-51.
• [8] Tsukuma, K.: Transparent MgAl2O4 Spinel Ceramics Produced by HIP post Sintering, J. Ceram. Soc. Jpn., 114, 10, (2006), 802-806.
• [9] Wätzing, K., Hutzler, Th., Krell, A.: Transparent Spinel by Reactive Sintering of Different Alumina Modification with MgO, cfi/Ber. Dt. Keram. Ges., 86, 6, (2009), E47-E46.
• [10] Witek, A., Perkowski, K., Osuchowski, M., Witosławska, I., Tymowicz-Grzyb, P., Konopka, G., Oziębło, A.: In situ synthesis and sintering of the MgAl2O4 spinel using hot isostatic pressing”, Ceramic Materials, 63, 3, (2011), 519-523.