Technologia U-FAST w wytwarzaniu przeświecalnej ceramiki Al2O3

• Autorzy: Jach K. , Rosiński M.

Warianty tytułu

EN

U-FAST technology in Al2O3 transparent ceramic fabrication

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeświecalna ceramika Al₂O₃ jest pożądanym materiałem z uwagi na swoje właściwości porównywalne z szafirem. Charakteryzuje się wysoką odpornością na zużycie, wysoką stabilnością chemiczną i doskonałą odpornością na korozję. Głównymi obszarami jej zastosowań są: wysokotemperaturowe wizjery, drobne elementy opancerzenia, detektory podczerwieni oraz koperty emiterów podczerwieni. Do wytwarzania transparentnej ceramiki stosowane są techniki HP, SPS i HIP. W niniejszej pracy materiały otrzymano z zastosowaniem technologii U-FAST (ang. Upgraded-Field Assisted Sintering Technology), jednego z najnowocześniejszych rozwiązań na rynku urządzeń do spiekania. Jest to efektywna i energooszczędna technologia przeznaczona do konsolidacji materiałów proszkowych, w tym nanokrystalicznych. Procesy spiekania przeprowadzono z wykorzystaniem handlowego proszku tlenku glinu, bez użycia dodatków. Zbadano wpływ parametrów procesu na mikrostrukturę i stopień zagęszczenia uzyskanych spieków, jak również na transmisję w zakresie światła widzialnego.

EN

Transparent Al₂O₃ ceramics arouses of great interest due to its properties comparable to sapphire. Alumina is characterized by high wear-resistance, high chemical stability, excellent corrosion resistance. The main areas of its applications are high-temperature light transmitting materials, small armor protection, infrared detectors, IR emitters envelopes. For the production of transparent ceramics, HP and SPS and HIP techniques are used. In this paper, the materials were made using the U-FAST technology (Upgraded-Field Assisted Sintering Technology), one of the most modern solutions on the market of sintering devices. It is an effective and energy-saving technology dedicated to consolidation of powder materials, including nanocrystalline materials. The sintering processes were carried out using commercial alumina powder without the use of additives. The influence of sintering parameters on the microstructure and density of the obtained sinters, as well as on transmittance in visible range were studied.

Słowa kluczowe

PL

U-FAST; SPS; ceramika przezroczysta; tlenek glinu

EN

U-FAST; SPS; translucent ceramics; alumina

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 69, nr 6
• Strony: 21--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Jach K.

• GeniCore sp. z o.o., ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

autor

Rosiński M.

• GeniCore sp. z o.o., ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

Bibliografia

• [1] Grasso S., Yoshida H., Porwal H., Sakka Y., Reece M., Highly transparent α-alumina obtained by low cost high pressure SPS, Ceram. Int., 39 (2013), 3243–3248.
• [2] Anselmi-Tamburini U., Garay J.E., Munir Z.A., International Patent Publication Number WO 2006/113354 A2.
• [3] Roussel N., Lallemant L., Chane-Ching J., Guillemet-Fristch S., Durand B., Garnier V., Bonnefont G., Fantozzi G., Bonneau L., Trombert S., Highly dense, transparent α-Al2O3 ceramics from ultrafine nanoparticles via a standard SPS sintering, J. Am. Ceram. Soc., 96 (4) (2013), 1039–1042.
• [4] Kim B., Hiraga K., Grasso S., Morita K., Yoshida H., Zhang H., Sakka Y., High-pressure spark plasma sintering of MgO-doped transparent alumina, Journal of the Ceramic Society of Japan, 120 (2012), 116–118.
• [5] Lallemant L., Roussel N., Fantozzi G., Garnier V., Bonnefont G., Douillard T., Durand B., Guillemet-Fritsch S., Chane-Ching J.-Y., Garcia-Gutierez D., Aguilar-Garib J., Effect of amount of doping agent on sintering, microstructure and optical properties of Zr- and La-doped alumina sintered by SPS, J. Eur. Ceram. Soc., 34 (2014), 1279–1288.
• [6] Roussel N., Lallemant L., Durand B., Guillemet S., Ching J.-Y.C., Fantozzi G., Garnier V., Bonnefont G., Effects of the nature of the doping salt and of the thermal pretreatment and sintering temperature on spark plasma sintering of transparent alumina, Ceram. Int., 37 (2011), 3565–3573.
• [7] Bojarski S.A., Stuer M., Zhao Z., Bowen P., Rohrer G.S., Influence of Y and La additions on grain growth and the grain-boundary character distribution of alumina, J. Am. Ceram. Soc., 97 (2013), 620–630.
• [8] Cantwell P.R., Tang M., Stuer M., Zhao Z., Aschauer U., Bowen P., Transparent polycrystalline alumina using spark plasma sintering: effect of Mg, Y and La doping, J. Eur. Ceram. Soc., 30 (2010), 1335–1343.
• [9] Trunec M., Klimke J., Zhijian J.S., Transparent alumina ceramics densified by a combinational approach of spark plasma sintering and hot isostatic pressing, Journal of the European Ceramic Society, 36 (2016), 4333–4337.
• [10] Wachowicz J., Rosiński M., Mątewski D., Polska firma wprowadza na rynek SPS (Spark Plasma Sintering), Materiały Ceramiczne, 68, 3, (2016), 4–7.
• [11] U-FAST – nowatorskie urządzenie do spiekania materiałów w technologii SPS, Mechanik, nr 5-6/2018.
• [12] Burke J. E., Lucalox alumina: The ceramics that revolutionaries outdoor lighting, MRS Bulletin, (1996), 61–68.
• [13] Krell A., Klimke J., Hutzler T., Advanced spinel and sub-μm Al2O3 for transparent armour applications, J. Eur. Ceram. Soc., 29(2), (2009) 275–281.
• [14] Ghanizadeh S., Grasso S., Ramanujam P., Vaidhyanathan B., Binner J., Brown P., Goldwassere J., Improved transparency and hardness in α-alumina ceramics fabricated by high-pressure SPS of nanopowders, Ceramics International, 43 (2017), 275–281.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).