Influence of processing on magnesium aluminate precursors morphology prepared by Co-precipitation

• Autorzy: Wajler A. , Tomaszewski H. , Węglarz H. , Diduszko R.

Warianty tytułu

PL

Wpływ warunków wytwarzania na morfologię współstrącanych prekursorów glinianu magnezu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the presented work was to study the influence of processing conditions on the morphology of magnesium aluminate spinel precursor powders, co-precipitated using ammonium hydrogen carbonate at temperatures ranging from 10 to 70°C. XRD showed the same phase composition of precursor powders independent of precipitation temperature ((NH4Al(OH)2CO3źH2O and Mg6Al2(CO3)(OH)16ź4H2O)). However, a strong difference in powder morphologies was found. The precursor prepared at 10°C consisted of round particles, while increasing the co-precipitation temperature resulted in rod-like grains. Magnesium aluminate precursors were calcined in air and then pressure-free vacuum sintered (1750°C/2h) without any powder pre-treatment or sintering additives. The best relative density of 98.9 % was obtained for ceramics prepared from the powder obtained at the lowest co-precipitation temperature.

PL

Celem prezentowanej pracy były badania nad wpływem warunków wytwarzania na morfologię proszków prekursora spinelu magnezowo-glinowego, współstrąconych za pomocą wodorowęglanu amonowego w temperaturach z przedziału 10 do 70°C. Badania XRD pokazały ten sam skład fazowy proszków prekursora niezależnie od temperatury strącania: (NH4Al(OH)2CO3źH2O i Mg6Al2(CO3)(OH)16ź4H2O). Jednakże, stwierdzono mocną różnicę w morfologii proszków. Prekursor przygotowany w 10°C składał się z okrągłych cząstek, podczas gdy zwiększanie temperatury współstrącania prowadziło do cząstek o kształcie prętów. Prekursory glinianu magnezowego kalcynowano w powietrzu, a następnie spiekano swobodnie w (1750°C/2h) bez żadnej obróbki wstępnej ani dodatków do spiekania. Największą gęstość wynoszącą 98.9 % uzyskano w przypadku ceramiki wytworzonej z proszku otrzymanego w najniższej temperaturze współstrącania.

Słowa kluczowe

EN

transparent ceramics; MgAl2O4; powder morphology; coprecipitation

PL

ceramika przezroczysta; MgAl2O4; morfologia proszku; współstrącanie

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 63, nr 1
• Strony: 104--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Wajler A.

autor

Tomaszewski H.

autor

Węglarz H.

autor

Diduszko R.

• Institute of Electronic Materials Technology, Departament of Ceramics and Joints, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa, Poland,

Bibliografia

• [1] Patterson M.C.L., DiGiovanni A.A., Fehrenbacherand L., Roy D.W.: „Spinel: gaining momentum in optical applications”, Proc. SPIE, 5078, (2003), 71-79.
• [2] Rozenburg K., Remainis I.E.: „Sintering Kinetics of a MgAl2O4 Spinel Doped with LiF”, J. Am. Ceram. Soc., 91, 2, (2008), 444-450.
• [3] Patterson M.C.L., Roy D.W., Gilde G.: „An Investigation of the Transmission Properties and Ballistic Performance of Hot Pressed Spinel”, Ceramic Transactions, 134, (2002), 595–608.
• [4] Tsakuma K.: „Transparent MgAl2O4 Spinel Ceramics Produced by HIP Post-Sintering”, J. Ceram. Soc. Jpn., 114, 10, (2006), 802-806.
• [5] 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.
• [6] Morita K., Kim B.-N., Hiraga K., Yoshida H.: „Fabrication of transparent MgAl2O4 spinel polycrystal by spark plasma sintering processing”, Scripta Materialia, 58, (2008), 1114–1117.
• [7] Bernard-Granger G., Benameur N., Guizard C., Nygren M.: „Influence of graphite contamination on the optical properties of transparent spinel obtained by spark plasma sintering”, Scripta Materialia, 60, (2009), 164-167.
• [8] Li J.G., Ikegami T., Lee J.-H., Mori T.: „Fabrication of Translucent Magnesium Aluminum Spinel Ceramics”, J. Am. Ceram. Soc., 11, (2000), 2866-2868.
• [9] Li J.G., Ikegami T., Lee J.-H., Mori T., Yajima Y.: „Synthesis of Mg–Al spinel powder viaprecipitation using ammonium bicarbonate as the precipitant”, J. Eur. Ceram. Soc., 21, 2, (2001), 139-148.
• [10] Wajler A., Tomaszewski H., Drożdż-Cieśla E. Węglarz H., Kaszkur Z.: „Study of magnesium aluminate spinel formation from carbonate precursors”, J. Eur. Ceram. Soc., 28, 13, (2008), 2495-2500.
• [11] Bailey J.T., Russell R.J.R.: „Sintered spinel ceramics”, Ceramic Bulletin, 47, 11, (1968), 1025-1029.