Исследовано влияние технологических параметров варки стекол в системе SrO–Al2O3–P2O5–SiO2–F на значение показателя преломления стекла и содержание в нем фтора. Таблетирование шихты и снижение температуры варки позволяют получить стекла с высоким содержанием фтора – до 17 мас. %; при этом значение показателя преломления nD снижается до ~1,49, что существенно улучшает их эстетические характеристики и расширяет возможности применения в качестве наполнителей стеклоиономерных цементов. Экспериментально установлено, что в исследованном многокомпонентном стекле с двумя стеклообразующими оксидами (SiO2 и P2O5) при высоком содержании Al2O3 каждый массовый процент фтора приводит к снижению показателя преломления на ?3,5•10–4.
Разработана технология облицовочного материала на основе механоактивированного стеклобоя, модифицированного гидроксидом калия. Исследован фазовый состав, макро- и микроструктура облицовочного материала. Установлено, что структура композита, модифицированного гидроксидом калия, представлена в межпоровом пространстве игольчатыми и столбчатыми кристаллами силикатов калия. Исследованы физико-механические характеристики облицовочного материала.
Изучено влияние модифицирования состава стекол стронциевоалюмоборосиликатной (САБС) системы на их технологические и физико-химические свойства. Введение двух щелочей в состав стекла позволило существенно снизить температуру варки с 1500 до 1450 ?С, что привело к изменениям в свойствах стекол. При введении в состав стекла до 5 мол. % щелочей коэффициент термического линейного расширения (ТКЛР) понизился с 58 до 50 (??10–7 К–1), а показатель преломления nD – с 1,551 до 1,528. Однако щелочные компоненты негативно сказываются на гидролитической стойкости стекла, переводя их из ? в ?? гидролитический класс. Решением этой проблемы стало: 1) использование полищелочного эффекта, 2) сохранение высокой рентгенокотрастности стекла за счет введения в его состав небольшого количества высокоэффективного рентгеноконтрастного оксида бария и существенное снижение содержания оксида стронция, 3) увеличение содержания оксида алюминия, которое обычно приводит к повышению химической стойкости стекла. В результате чего было достигнуто улучшение варочных свойств при снижении температуры варки и получены стекла с высокими значениями рентгеноконтрастности (~550 %), светопропускания (Т = 90 %), значениями показателя преломления nD = 1,530 и ТКЛР = 56 (??10–7 К–1) при сохранении химической стойкости по отношению к воде, сооветствующей ? гидролитическому классу.
Основным промышленным способом изготовления прецизионных металлических деталей с высокой чистотой поверхности, например лопаток турбореактивного двигателя, является литье по выплавляемым восковым моделям. При изготовлении восковой модели внутри нее размещают керамический закладной элемент (стержень) для формирования полости сложной формы, предназначенной для снижения массы отливки и формирующей каналы системы охлаждения лопаток вторичным воздухом после удаления стержня. Основными технологическими проблемами при удалении внутренних стержней являются их прочность и высокая химическая инертность, из-за чего длительность их удаления и трудозатраты на эту операцию достаточно велики. В работе представлено исследование способа изготовления керамических стержней, имеющих неравномерную прочность по глубине, что позволяет достаточно легко удалять мягкую сердцевину с последующим растворением более прочной периферии.
Установлено, что высокая температура разложения аморфного Al(OН)3 позволяет спекать корундовую керамику из гидроксида алюминия напрямую, минуя стадию его предварительной термической дегидратации. Методом холодного изостатического прессования давлением 200, 600 и 1000 МПа получены компакты плотностью 62, 69 и 79 % от теоретической. Исследована температурная зависимость усадки компактов аморфного Al(OН)3 в зависимости от давления холодного изостатического прессования. Обнаружен участок интенсивной усадки в области 1050 – 1150 ?С, что совпадает как с температурой полного разложения аморфного Al(OН)3, так и с переходом ???-Al2O3.
Разработан способ крепления оптоволокна в кварцевом коннекторе гидрогелем полисиликата натрия, получаемым в цилиндрическом зазоре между коннектором и оптоволокном за счет щелочного разложения кварцевых поверхностей деталей. Определены условия термического разложения гидрогеля, и показано, что возможно разложение гидрогеля с образованием ячеистой структуры при температурах ниже температуры термического разложения полимерного покрытия оптоволокна. Определены условия получения и термические свойства гидрогеля. Сделаны выводы о пригодности предложенного метода для закрепления оптоволокна в кварцевом коннекторе.
Многообещающие перспективы создания нового типа стеклокристаллических материалов и новых приложений открывают методы лазерного микро- и наномодифицирования структуры прозрачных диэлектриков. В данной работе после краткого экскурса в историю ситаллов обсуждаются прозрачные алюмосиликатные ситаллы, преимущественно на примере системы Li2O–Al2O3–SiO2, и области их новых применений. Рассмотрены недавно открывшиеся возможности лазерной микромодификации структуры ситаллов и записи в их объеме элементов фотоники и интегральной оптики. При этом особое внимание уделено прозрачным ситаллам с близким к нулю значением коэффициента термического расширения.
К упрочненным стеклам впервые применен локальный метод оценки двулучепреломления Abrio, и с его помощью исследовано распределение микронапряжений во флоат-стекле, подвергнутом ионообменному упрочнению. Показана возможность прецизионного определения толщины напряженного слоя, установлена корреляция между глубиной напряженного слоя и глубиной проникновения катионов калия в ходе ионного обмена.
Цель данной работы – изучение влияния скандия в додекаэдрической и октаэдрической позициях кристаллической решетки граната на особенности вакуумного спекания оптической керамики Y3-хScxAl2-yScyAl3O12:Cr, а также на ее оптические и люминесцентные свойства. В рамках исследования впервые была изготовлена оптическая люминесцентная керамика YSAG:Cr из керамических порошков метастабильных составов с высоким содержанием скандия в додекаэдрической позиции. Рассмотренные составы описывались общей формулой Y3-хScxAl2-yScyAl3O12, где 0,12 ? x ? 1,50 и 0,08 ? y ? 1,00 ф. ед. с общим содержанием скандия от 0,12 до 1,70 ф. ед. Были проведены следующие исследования керамических образцов YSAG:Cr: рентгеновская дифрактометрия, измерение кинетики усадки керамических компактов методом дилатометрии, изучение морфологии и элементного состава поверхности керамики методом сканирующей электронной микроскопии. Измерены спектры светопропускания и люминесценции. Показано, что керамика, изготовленная из составов с преимущественным содержанием скандия в додекаэдрической позиции, достигает максимальной плотности при меньших температурах по сравнению с составами, содержащими большее количество скандия в октаэдрических позициях. Обнаружено, что с повышением температуры спекания керамики YSAG:Cr составы с высоким содержанием скандия в додекаэдрической позиции становятся нестабильными.
Проведен энергоэффективный синтез высокопористых керамических материалов на основе Sc2O3 с применением комбинации методов компактирования и технологического горения с участием активных связующих. Методами РФА (рентгенофазового анализа), СЭМ (сканирующей электронной микроскопии) и ЭДА (энергодисперсионного анализа) установлено, что исследуемый материал обладает высокоразвитой многоуровневой морфологией микроструктуры на основе Sc2O3 и тортвейтита Sc2Si2O7. Основные характеристики порового пространства материала (пористость, размер пор, удельная поверхность, проницаемоть и др.) были установлены методом ртутной порометрии и альтернативными методами.
