Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы 5
2.1. Оптически прозрачная керамика на основе У2Оз 5
2.1.1. Факторы, влияющие на светопропускание керамики 6
2.1.2. Теоретические основы получения оптически прозрачной керамики 8
2.1.3. Получение оптически прозрачной керамики на основе Y2O3
2.2. Методы получения ультрадисперсных порошков 23
2.3. Синтез, свойства и гидролиз алкоголятов иттрия 28
2.3.1. Синтез алкоголятов редкоземельных элементов 28
2.3.2. Некоторые свойства алкоголятов редкоземельных элементов 30
2.3.3. Гидролиз алкоголятов редкоземельных элементов 30
3. Экспериментальная часть 41
3.1. Основные направления исследования 41
3.2. Методы исследований 42
3.3. Материалы для проведения исследований 44
3.4. Получение оптически прозрачной керамики на основе Y2O3 золь-гель методом из изопропилата иттрия (III) 44
3.4.1. Получение безводного хлорида иттрия (III) 44
3.4.2. Выделение безводного хлорида иттрия (III) из реакционной смеси 47
3.4.3. Очистка безводного хлорида иттрия (III) 48
3.4.4. Синтез изопропилата иттрия (III) 51
3.4.4.1. Синтез изопропилата иттрия (III) с использованием аммиака 52
3.4.4.2. Синтез изопропилата иттрия (III) с использованием натрия 53
3.5. Получение прозрачной керамики из изопропилата иттрия (III) 56
3.5.1. Подготовка шихты. Изготовление и спекание образцов 56
3.6. Получение прозрачной керамики из карбоната иттрия (III) 66
3.6.1. Синтез карбоната иттрия (III) 67
3.6.2. Подготовка шихты. Изготовление и спекание образцов 74
3.7. Свойства керамики на основе оксида иттрия (III), полученной из различных прекурсоров 79
4. Выводы 96
5. Список литературы 97
6. Основные сокращения и обозначения 107
- Факторы, влияющие на светопропускание керамики
- Методы получения ультрадисперсных порошков
- Получение оптически прозрачной керамики на основе Y2O3 золь-гель методом из изопропилата иттрия (III)
- Подготовка шихты. Изготовление и спекание образцов
Введение к работе
Развитие науки и техники тесно связано с созданием новых материалов, обладающих специфическими свойствами и областями их применения. В микроэлектронике это высокочистые вещества, определяющие электрофизические параметры полупроводниковых компонентов. В оптическом и волоконно-оптическом стекловарении это шихты заданного состава, которые позволяют получать изделия с малым поглощением в требуемой области спектра.
Среди этих материалов одно из ведущих мест занимает оптически прозрачная керамика, которая по ряду своих физико-химических свойств превосходит стекло, а в некоторых случаях и монокристаллы. При условии близости оптических характеристик преимущество керамических прозрачных материалов по отношению к монокристаллам заключается в простоте изготовления, а в некоторых случаях и большей прозрачности, а по отношению к стеклу - значительно более высокой теплопроводности, термостойкости и твердости.
Благодаря существенным успехам, достигнутым в последние годы в технологии прозрачной керамики, появилась реальная возможность использовать эти материалы в качестве оптических лазерных сред, активируемых редкоземельными элементами (РЗЭ).
Одним из таких материалов является прозрачная керамика на основе оксида иттрия, характеризующаяся прямым светопропусканием до 75-85% в интервале длин волн от 400 до 700 нм, отсутствием полиморфных превращений до высоких температур, хорошими электрофизическими свойствами и высокой химической стойкостью к агрессивным средам. Активированная ионами РЗЭ оптически прозрачная керамика на основе оксида иттрия может быть с успехом применена в качестве элементов оптических квантовых генераторов, а также в различных областях люминесцентной техники вместо стекла и дорогостоящих монокристаллов.
Сведения о технологии прозрачной керамики из оксида иттрия с использованием в качестве «уплотняющих» добавок диоксидов тория, гафния и циркония достаточно полно освещены в зарубежной и отечественной литературе. В последние годы усилился интерес к получению ультрадисперсных порошков на основе оксида иттрия и иттрий-алюминиевого граната (ИАГ), а также прозрачной керамики, активированной РЗЭ для применения в лазерах.
Основными задачами данной работы являлись:
1. Получение оптически прозрачной керамики на основе Y203, активированного ионами Nd , с использованием алкоксотехнологии.
2. Получение оптически прозрачной керамики на основе высокодисперсных порошков УгОз, активированных ионами Nd , синтезированных путем распыления высококонцентрированных растворов нитрата иттрия (III) в раствор карбоната аммония, и сравнение её с керамикой, полученной по алкоксотехнологии.
3. Определение свойств полученной керамики.
Факторы, влияющие на светопропускание керамики
Исследования, проведенные в области получения прозрачных керамических материалов [15-16], позволили установить факторы, оказывающие существенное влияние на степень прозрачности керамики, такие как количество фаз, анизотропия свойств, и размер кристаллов, пористость и чистота обработки поверхности.
Как правило, керамические материалы непрозрачны из-за наличия в них двух или более различных фаз, которые имеют разные коэффициенты преломления. Для керамики, имеющей многофазную структуру, характерно рассеяние света на границах раздела фаз. Чем выше гетерогенность материала, тем менее он прозрачен.
Значительное влияние на степень прозрачности керамики оказывает анизотропия оптических свойств кристаллов. В керамическом теле ориентация кристаллов хаотична, и показатель преломления меняется в зависимости от направления кристаллографических осей кристаллов. Только у кристаллов кубической модификации величина показателя преломления одинакова во всех направлениях. Однако даже для монофазного керамического материала с кубической решеткой часть света будет рассеиваться на межкристаллических границах, что может существенно снизить прозрачность. Отмечено, что при полном отсутствии пор в кристаллах прозрачность должна определяться размером кристаллов, так как чем он больше, тем меньше поверхность межзеренных границ, рассеивающих проходящий свет [17].
Керамика на основе оксида иттрия (III), состоящая из оптически изотропных кристаллов, может достигать высоких показателей прозрачности. Например, по данным [14-16] керамика из оксида иттрия (III) в видимой области спектра характеризуется светопропусканием, близким к светопропусканию стекла. Важнейшее требование при изготовлении прозрачной керамики — снижение остаточной внутрикристаллической пористости. Наличие в материале пор — газовой фазы - сильно снижает ее прозрачность.
Чтобы свести к минимуму пористость и устранить рассеяние света газовой фазой, спекание материала проводят в вакууме или атмосфере водорода. Косвенная оценка влияния пористости на прозрачность керамики из оксида иттрия (III) дана в работе [19], в которой приведена зависимость светопропускания от плотности полученного материала. Установлено, что светопропускание (Т) линейно зависит от относительной плотности образца (р) и определяется эмпирическим выражением: Т=15р-1,42-103, (1) которое справедливо при р 96%.
В литературе имеются сведения о влиянии чистоты обработки поверхности на светопропускание прозрачной керамики [20-21]. Поверхность керамики характеризуется наличием микроскопических выступов и впадин, поэтому световые лучи при попадании на такую поверхность теряют свою упорядоченность, и отражение света оказывается диффузным. Шероховатость спеченной керамики велика, и светопропускние таких образцов, составляет 40-45%. За счет шлифования и полирования поверхности удается повысить светопропускание образцов в 1,5-2 раза [Г, 22].
Обобщая все рассмотренные выше факторы, можно сформулировать требования, предъявляемые к керамике, с точки зрения получения максимального прямого светопропускания [1]: а) керамика должна быть монофазной с теоретической плотностью; б) материал должен иметь структуру с кубической решеткой; в) чистота обработки поверхности образцов должна быть максимально возможной.
Процесс уплотнения при спекании тонкодисперсных порошков, в частности, и порошков оксидов металлов, определяется преимущественно объемной диффузией. Этот механизм предусматривает перенос вещества за счет направленного перемещения вакансий (или атомов в обратном направлении) по всему объему частиц. Для вакансий движущей силой диффузии является градиент их концентрации в разных точках объема, который всегда существует в системах, имеющих частицы разного размера, поры и участки, находящиеся в напряженных состояниях. При объемной диффузии огромное значение имеют границьъ зерен, которые поглощают основное количество вакансий, являясь их стоками. Внутрикристаллические поры, значительно удаленные от внешней поверхности образца, могут залечиваться по вакантному механизму через границы кристаллов. Влияние границ между элементами структуры на изменение скорости спекания, по-видимому, является результатом значительного разупорядочения кристаллической решетки и ее высокой дефектности у границ [I].
Коэффициент диффузии является одной из физических переменных, позволяющих контролировать спекание, величина которой и ее изменение с температурой; зависит прежде всего от концентрации дефектов кристаллической решетки (вакансий или ионов междоузлиях) и от энергии активации их;, перемещения? по решетке. Для; кристаллических материалов коэффициент диффузии возрастает по мере увеличения; дефектности структуры. Повысить коэффициент диффузии можно за счет введения небольшого количества добавок, увеличивающих дефектность кристаллической решетки [1].
При спекании порошков, на. основе чистых оксидов без модифицирующих добавок не удается получить материал с плотностью выше 99% от теоретической, даже: при температурах, близких к температуре плавления. Это связано с тем,.что на последней стадии спекания, когда остается только закрытая пористость, начинается значительный рост кристаллов. В результате интенсивной рекристаллизации кристаллы захватывают большое количество мелких газовых включений, которые удаляются от границ вглубь кристаллов. Поэтому процессы диффузионного зарастания пор становятся малоэффективными. При получении прозрачной керамики наибольший интерес представляет именно последняя стадия твердофазового спекания [1]. Повысить величину уплотнения материала во время спекания до теоретической плотности удалось посредством введения так называемых уплотняющих добавок, замедлив таким образом процесс рекристаллизации (табл. 1). В качестве таких добавок при спекании Y203 используют Th02, Hf02,.Zr02 в количестве 2-15% (мольн.) [23-25]. Показано, что введение 7-10% (мольн.) ТЮ2 в оксид иттрия, (III) подавляет рост зерен на конечной стадии спекания и способствует удалению пор; в результате чего получается материал с беспористой структурой и теоретической плотностью. Авторы [12] предполагают, что добавки ТЮ2, НЮ2 или Zr02 частично концентрируются на границах зерен Y203, уменьшая поверхностную энергию и подвижность кристаллов.
Методы получения ультрадисперсных порошков
Самыми распространенными осадителями; являются карбоновые кислоты, если они образуют с катионом металла нерастворимую соль..Так, в работе [51] осаждение смеси водных растворов нитратов Y, AI и Се проводили лимонной кислотой. После термообработки получали частицы иттрий-алюминиевого граната, легированные Се3+. В работе [52] в качестве осадителя нитрата иттрия (III) была использовали щавелевую кислоту и получали частицы Y203 с размером около 3 мкм.
Авторы [53], использовали в качестве осадителя лимонную кислоту. В водный раствор нитратов Al, Y и Со при 80С добавляли раствор лимонной кислоты, суспензию перемешивали в течение 2-х часов, промывали и осадок подвергали термообработке, в результате чего были, получены частицы иттрий-алюминиевого граната, легированные Со?+, которые имели размер не более 100 нм.
Аналогичные результаты были получены в работах [54-57], где в качестве осадителей использовались двухосновные карбоновые кислоты. В РХТУ им. Д. И. Менделеева Е.С. Лукиным [58] был проведен ряд исследований, посвященных получению ультрадисперсных порошков Y2O3, легированного НЮ2 путем осаждения оксалатов и карбонатов иттрия (III) в водной среде щавелевой кислотой, и установлению зависимостей свойств порошков от условий осаждения.
В работе выделяются несколько факторов, влияющих на степень агрегации порошков при осаждении в водных средах, таких как скорость осаждения, концентрация осаждаемых веществ и осадителя, продолжительность осаждения, температура, скорость перемешивания при осаждении, растворимость осадка и рН среды. Также указывается на некоторое влияние на дисперсность и агрегацию получаемых осадков предварительной обработки растворов путем фильтрации, которое связано с уменьшением количества зародышей, не диссоциированных на ионы или не полностью растворенных агрегатов, являющихся центрами кристаллизации. Аналогичое действие оказывает предварительное кипячение растворов и последующее охлаждение [59].
Исследование влияние температуры [58] осаждения оксалата иттрия (III) на его дисперсность показало, что увеличение температуры осаждения резко увеличивает агрегацию частиц. Количество частиц менее 3 мкм при температурах осаждения 20, 50 и 80С составляло 89%, 34% и 1% соответственно, а удельная поверхность 45, 16 и 1,6 м /г. Образцы керамики, спрессованные и обожженные в вакууме из этих порошков имели относительную плотность 96,2%, 92,2% и 78,0% соответственно. Порошки оксида скандия (III), осажденные при 20С состояли из крупных кристаллов, объединенных в прочные агрегаты, имеющих размер 5 мкм, удельную поверхность 40,5 м /г. Образцы керамики, спеченные из таких порошков имели относительную плотность 94%. Порошки, полученные из высококонцентрированных растворов мелкодисперсны, состояли из крупных, но весьма рыхлых агрегатов, образцы керамики, спеченные из таких порошков характеризовались высокой относительной плотностью. Исследование влияния времени осаждения показало, что наилучшими свойствами обладают порошки, время осаждения которых является минимальным.
Также было установлено, что обратный порядок осаждения (приливание горячего концентрированного раствора осаждаемого раствора в холодный разбавленный.раствор осадителя) дает наилучшие результаты. Достаточно распространенным методом получения ультрадисперсных порошков оксидов является термическое разложение органических или неорганических солей соответствующих металлов. Метод существует в двух видах: распыление раствора соли в пламя горелки и термическая обработка раствора соли с введенным полимером. Первый метод достаточно распространен, второй получил свое развитие и применение не так давно. Метод распыления раствора в пламя горелки имеет существенный недостаток — практически невозможно контролировать- дисперсность получаемых частиц, форма образующихся частиц далека от сферической, и они имеют низкую активность к спеканию.
Термообработка раствора соли с полимером дает более стабильный результат. В качестве полимеризующего вещества используется мочевина [60], поливиниловый спирт [61], глицин [62-64], этиленгликоль [65] и другие полимеры и загустители [66-70]. Однако полученные порошки недостаточно активны к спеканию, имеют большой разброс по размерам частиц, распределение легирующей добавки недостаточно равномерно. Все эти недостатки объясняются очень высокой скоростью протекания процесса разложения соли, а также невозможностью создать одинаковые условия по всех зонах его протекания.
В качестве осадителя в золь-гель методе для получения порошков оксидов часто используют NH4OH и щелочи NaOH или КОН. Гидроксиды металлов имеют склонность к аляции — образованию структур -О-М-О-, в результате чего образуются очень прочные крупные агрегаты. Этот процесс еще называют «старением осадка». Чтобы замедлить этот процесс в среду осаждения вводят ПАВ, которые сорбируются на частицах гидроксида и замедляют процесс алации. В качестве ПАВ используют специальные смеси поверхностно-активных веществ, имеющих коммерческие названия, например, NP-5/NP-9 [71], Triton Х-100 [72], диэтиленгликоль [73-74] и другие спирты [75], (3-аланин и Tween-80[76]. Таким способом осаждения удается получать порошки У2Оз с размером частиц менее 1 мкм. Однако этот метод обладает рядом недостатков: недостаточно равномерное распределение катиона легирующей добавки в частицах порошка, образование весьма прочных агрегатов даже при большом количестве ПАВ, невысокая активность полученных оксидов к спеканию [18].
Как показывают исследования, проведенные некоторыми авторами в последние годы, очень хорошие результаты дают методы получения-ультрадисперсных порошков, в том числе смешанных оксидов, путем гидролиза алкоголятов металлов. При гидролизе алкоголятов металлов получаются очень устойчивые гели, с размером частиц около 5-20 нм, при этом достигается очень высокая степень гомогенности и равномерное распределение частиц по размерам. В случае совместного гидролиза уже на стадии образования гидроксидов из алкоголятов создается предпосылка для синтеза твердого раствора за счет образования мостиков -МгО-М2- в процессе гидролиза, а также образование мостиков - -МрО-Мг-непосредственно в биметаллическом алкоголяте, например, Y - Zr. [77]. Так, авторами [78-79] получена высокоплотная керамика из ZrC 2, стабилизорованная Y2O3 (6% (мольн.)). Смесь изопропилов иттрия,(III) и циркония (IV) в бензоле гидролизовали водой, затем полученный, гель сушили при 100-110С на воздухе 24 часа, причем отмечается, что более длительная сушка приводила к образованию крупных агрегатов частиц, что связывали с очень большой поверхностной активностью полученных частиц.
Получение оптически прозрачной керамики на основе Y2O3 золь-гель методом из изопропилата иттрия (III)
Порошок оксида иттрия (III) прокаливали в муфельной печи при 800 С для удаления сорбционной воды, в течение 2-х часов, после чего взвешивали и смешивали с 2-х кратным, относительно стехиометрического, количеством графита. Реакционную смесь помещали в реактор. Печь медленно нагревали до температуры 800 900О, затем включали ток хлора.
В ходе синтеза реакционная масса приобретала-высокую подвижность за счет образования жидкой фазы - расплавленного хлорида иттрия (III) (Тпл=721 С) [121]. Реакция проходила с достаточной-скоростью, о чем свидетельствовало бурное выделение газообразных продуктов реакции из реакционной массы. О завершении реакции судили по началу интенсивного «проскока» хлора через реактор.
После завершения реакции подачу хлора прекращали, печь охлаждали и продукты реакции извлекали из реактора.
По окончании синтеза реакционная масса представляла собой монолитный плав-стержень темно-серого-цвета с вкраплениями крупных (около 1-2 мм) белых кристалловбезводного хлоридаиттрия.(Ш).
При отработке методики хлорирования в первых синтезах в качестве восстановителя использовали промышленный активированный уголь марки БАУ. Однако при использовании БАУ реакцинная масса прилипала к кварцевому стеклу и их извлечение из реактора было затруднено. При последующей экстракции безводного хлорида иттрия.» (III) спиртом БАУ образовывал практически нефильтруемые суспензии, что- создало необходимость поиска более подходящего для этого синтеза восстановителя. Таким восстановителем оказалась более инертная, но с технологической точки зрения-более удобная аллотропная модификация углерода — графит. Он имеет низкую адгезию к кварцевому стеклу, плохо смачивается расплавленным хлоридом иттрия (III) и спиртом. Использование графита обеспечило существенно лучшую подвижность реакционной массы во время проведения реакции и, соответственно, лучшее перемешивание, легкое извлечение реакционной массы из кварцевой трубки и быстрое фильтрование. Несмотря на меньшую реакционную способность графита существенного замедления скорости реакции хлорирования смеси оксида по сравнению с применением БАУ не наблюдалось, что согласуется с литературными данными.- по всей видимости в данном случае проявляются каталитические свойства углерода, которые наблюдали авторы [112]? на примере хлорирования оксида алюминия (III) и диоксида кремния в присутствии угля и различным количеством каменно-угольного кокса. Последний имеет меньшую реакционную способность, однако с увеличением его количества в смеси степень хлорирования оксидов возрастает.
Продукт хлорирования, состоящий из безводного хлорида иттрия (III), избытка графита и непрореагировавшего оксида иттрия (III), небольшими порциями помещали в проскодонную стеклянную колбу с осушенным изопропиловым спиртом объемом 2 л при интенсивном перемешивании. Смесь нагревали до 80С и выдерживали в течение 2-х часов до полного растворения хлорида иттрия (III) в спирте. Затем горячий раствор хлорида иттрия (III) в спирте фильтровали под вакуумом через беззольный фильтр «синяя лента». Наиболее тонкодисперсная фракция графита иногда проходила через фильтр, поэтому использовали метод автофильтрации - повторное фильтрование маточного раствора через слой осадка на фильтре.
После нескольких итераций фильтрации-получали прозрачный бесцветный раствор хлорида иттрия5(Ш) в изопропиловом спирте, который подвергали последующей очистке методом массовой перекристаллизации из раствора.
Безводный YCI3 представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы с моноклинной решеткой типа А1СЬ. Его температура плавления Тпл = 721 С, температура кипения Ткип = 1482С [121].
Самый распространенный способ очистки безводного хлорида иттрия (III) — кристаллизация из газовой фазы [121]. К недостаткам этого метода можно отнести сложное аппаратурное оформление, связанное в первую очередь с применением высоких температур - требуется подбор инертного материала футеровки реактора, некоторые примеси в продукте обладают высокой летучестью, возможен переход примесей из конструкционных материалов. При перекристаллизации хлорида из расплава возникают аналогичные трудности, связанные с подбором инертного и термически стойкого материала футеровки, применением высоких температур, высокими затратами на электроэнергию. При этом многие примеси имеют коэффициенты распределения в системе «жидкость-твердое тело» близкие к 1, что не дает возможности для эффективной очистки от них данным методом.
Наиболее рациональным и- экономичным выглядит метод очистки с использованием перекристаллизации безводного хлорида иттрия (III) из органического растворителя. Растворитель должен быть инертным по отношению к хлориду иттрия (III), недорогим и легко регенерируемым, разница в растворимости хлорида иттрия (III) в этом растворителе при комнатной температуре и нагревании должна быть значительной. Таким растворителем по отношению к хлориду иттрия (III) является изопропиловый спирт. Он хорошо растворяет хлорид иттрия- (III); и при повышении температуры растворимость резко возрастает,, он легко регенерируется путем дистилляции и инертен по отношению к хлориду иттрия (III).
В, этой работе процесс перекристаллизации проводили по методу изогидрической массовой кристаллизации. Раствор хлорида иттрия (III), полученный после фильтрации от твердых примесей - графита и оксида иттрия (III) - помещали в установку для перекристаллизации, которая состояла, из трехгорлой колбы, магнитной мешалки, прямого холодильника и нагревательного элемента. Раствор хлорида иттрия (III) в изопропиловом спирте помещали в реактор и отгоняли часть спирта, после чего включали перемешивание и медленно охлаждали в течение нескольких часов.
Подготовка шихты. Изготовление и спекание образцов
Исходным материалом для получения шихты являлся раствор изопропилата иттрия (Ш)визопропиловом спирте..Состав керамики был взят на основании литературных данных, % (мольн:) : 93 У2Оз + 6 НЮг + Г Nd Oa- Керамика такого состава характеризуется,- наилучшими оптическими свойствами в видимой и ИК областях спектра [14].
Раствор изопропилата иттрия (III) помещали в плоскодонную коническую колбу, к, нему быстро приливали расчетное количество дистиллированной воды при интенсивном перемешивании. При этом образовывался полупрозрачный золь.
Полученный золь после завершения гидролиза? подвергали промывке-дистиллированной водой для удаления побочных продуктов, в частности NaOH, образующегося при гидролизе изопропилата натрия, присутствующего в исходном растворе изопропилате иттрия (III). Полученный гель смешивали с 5%-м водным раствором поливинилового спирта (ITBG) таким образом, чтобы количество ПВС было равно 10% (масс.) от массы твердой фазы геля (в пересчете на Y2O3), и вводили расчетное количество водорастворимых солей - азотнокислого гафнила и хлорида неодима (III): После этого золь перемешивали 30-40 минут для равномерного распределения ПВС между его твердыми частицами и сорбции на их поверхности.
Согласно литературным данным изопропилат иттрия (III) с течением времени полимеризуется, и образуется продукт со сложным пространственным строением - его состав можно выразить формулой Y50(OPr1)i3 [88]. В ходе гидролиза этого продукта группировки -ОРг1 замещаются гидроксигруппами -ОН", в результате чего получается разветвленная в пространстве структура, где ионы иттрия экранированы от внешнего пространства ОН-группами и незамещенными органическими остатками ОРг1-. За счет водородных связей частицы приобретают гидратную оболочку, которая препятствует их контакту между собой и седиментации золя.
В молекуле Y50(OPr )i3 часть изопропильных групп экранирована внутри молекулы, что обусловлено разветвленной в пространстве структурой, поэтому существуют стерические препядствия для замещения их на ОН-группы. По данным [88] в некоторых случаях даже избыток воды и долгое кипячение не приводят к полной замене изопропильных групп на ОН-группы.
Таким образом, можно сделать вывод, что-состав продукта гидролиза и его строение зависят не только от условий проведения реакции, но и от условий получения алкоголята, времени и условий его хранения.
Неполное замещение ОРг1—групп при гидролизе может приводить при термообработке к образованию более крупных частиц и даже прочных агрегатов, а также остаточного углерода при разложении, что отрицательно скажется на свойствах керамики. Поэтому необходимо проводить гидролиз свежеприготовленных алкоголятов иттрия. Полученные золи были прозрачны для видимого света и сохраняли устойчивость длительное времяшри условии нахождения в состоянии покоя. В случае механического воздействия на гель он терял прозрачность и седиментировал.
Из данных рентгенографического и дифференциально-термического анализа продукта полученного после гидролиза изопропилата иттрия (III) видно; что он полностью переходит в кристаллический оксид иттрия (ЦІ) уже: при 700?Є. Таким образом- температура термообработки? продукта гидролиза изопропилата иттрия1 (III) должна быть не ниже 700 6, что согласуется с данными литературы-[23 29]:.
Повышение температуры прокаливания от 800 до 1500С приводило к существенному повышению относительной плотности? прессовок и снижению усадки при спекании с 26 до 20%. При спекании порошков, полученных при 800-1000С, за счет значительной;их дефектности скорость, спекания; при более низких температурах была существенно выше, однако это не давало возможности получать высококачественную керамику, так как межкристаллические поры;Вїсилу своей; высокой; подвижности не удалялись из образца, а объединялись в поры размером 1-2 мм; Повышение температуры прокаливания порошков до 1400С устраняло: это явление, керамика характеризовалась теоретической плотностью и высоким светопропусканием. Исходя из анализа данных литературы (23-24, 29], были также определены условия формования образцов, режимы предварительного, основного вакуумного и осветляющего обжигов, обеспечивающие получение прозрачной керамики на основе Y2O3 с высокими оптическими характеристикам.
После окончания сушки ксерогель помещали в корундовый тигель и прокаливали в силитовой печи при 1200-1400С с выдержкой 2 ч при конечной температуре.
Микроскопический анализ полученных порошков показал, что они состоят из округлых частиц, представляющих собой, судя по всему, первичные агрегаты, размером менее 200 нм, составляющих рыхлые вторичные агрегаты размером 1-2 мкм (Рис. 7).
Фотографии порошков, полученных после прокаливания при 1400С с выдержкой при конечной температуре 2 часа ксерогеля, полученного гидролизом изопропилата иттрия (Щ). В полученную шихту вводили временную технологическую связку (В ТС) -5%-ный раствор поливинилового спирта (ПВС) в количестве 15% (масс), протирали через сита, затем прессовали образцы диаметром 14 мм и толщиной 2-3 мм при давлении 100 МПа. После выжигания временной технологической связки при 1400С в силитовой печи, с выдержкой при конечной температуре 2 ч, образцы обжигали в вакуумной печи при 1700-2000С с выдержкой при конечной температуре 2-3 ч.
