WikiDer > Иттралокс

Yttralox
Прозрачный диск на деревянном столе
Диск Yttralox на столе

Иттралокс это прозрачная керамика состоящий из иттрия (Y2О3) с содержанием примерно 10% диоксид тория (ThO2).[1][2] Это была одна из первых произведенных прозрачной керамики,[3] и был изобретен в 1966 году Ричардом К. Андерсоном в Лаборатория General Electric Research пока спекание смеси редкоземельные минералы.

Характеристики

Спекание чистого иттрия приводит к прерывистому росту зерен и пор (оставили), в то время как иттралокс имеет более однородный размер зерна и отсутствие пор (верно).

Иттралокс - это Твердый раствор диоксида тория в оксиде иттрия.[4] Добавка диоксида тория влияет на рост зерна в течение уплотнение, что приводит к улучшенной оптической прозрачности. Неконтролируемый рост зерна позволяет нескольким зернам вырасти больше других, захватив поры внутри них. Добавка увеличивает твердость границ зерен больше, чем внутреннюю твердость зерна.[5] Это вызывает пористость оставаться на границах зерен, а не застревать внутри зерен, что позволяет удалить их позже в спекание процесс. Это значительно улучшает оптическую прозрачность материала, поскольку пористость вызывает рассеяние света.[2] Сообщалось о пористости до одной части на миллион.[6] Полученный размер зерна находился в диапазоне 10–50 мкм.[4]

Иттралокс позиционировался как «прозрачный, как стекло», его температура плавления в два раза выше и он передает частоты в ближнем инфракрасном диапазоне, а также в видимом свете.[4][7][8] Однако в нем мало пластичность при высоких температурах и низких теплопроводность, давая ему тепловой удар производительность немного лучше, чем у обычного стекла.[5]

Использует

Коммерческое использование было ограничено, поскольку для иттралокса требуются высокие температуры спекания, составляющие 2000–2200 ° C. Иттралокс был предложен для использования в колпаках ламп, высокотемпературных окнах и линзах.[1] Он был исследован для использования в качестве оконного материала с низкими потерями для лазеров,[9] например в сочетании с лазерный доплеровский измеритель скорости за ПВРД исследование.[5] Он также был исследован для использования с инфракрасным оборудованием в ракетах.[2] Оксид неодима-Допированный иттралокс был использован в качестве доказательства концепции усиление лазера в поликристаллической оксидной керамике, но не получил широкого распространения из-за низкой эффективности.[1]

Конкурирующими материалами Иттралокса были оксид иттрия, содержащий оксид лантана изготовлены по GTE, и чистый оксид иттрия, производимый Raytheon.[2]

История

Мужчина с белыми волосами в желтой рубашке с воротником держит маленький прозрачный перед правым глазом.
Ричард К. Андерсон, изобретатель Иттралокса, держит диск Иттралокса

Иттралокс был изобретен в 1966 году Ричардом К. Андерсоном в Лаборатория General Electric Research пока спекание смеси редкоземельный минералы.[3][4] Первоначальной целью исследования была разработка ионных проводников для топливных элементов с использованием оксида иттрия -диоксид циркония материалы. Хотя варианты с высоким содержанием диоксида циркония представляли больший интерес для ионных проводников, варианты с высоким содержанием иттрия неожиданно дали прозрачные образцы.[10] Дальнейшие исследования установили, что другие оксиды Элементы группы 4, диоксид тория и диоксид гафния, также были эффективны при производстве прозрачного оксида иттрия, а система диоксида тория стала наиболее изученной.[5][11][10] Дальнейшую работу в GE выполняли Пол Дж. Йоргенсен, Джозеф Х. Розоловски и Дуглас Сен-Пьер.[8] О производстве иттралокса сообщили Грескович и Вудс.[12]

С 1982 года Иттралокс больше не производился.[5]

Рекомендации

  1. ^ а б c Кочаваттана, Суджарини; Стивенсон, Адам; Ли, Санг-Хо; Рамирес, Мариола; Гопалан, Венкатраман; Дамм, Джон; Castillo, Vida K .; Куорлз, Грегори Дж .; Мессинг, Гэри Л. (2008). «Спекание и рост зерен в Nd: YAG, легированном SiO2». Журнал Европейского керамического общества. 28 (7): 1527–1534. Дои:10.1016 / j.jeurceramsoc.2007.12.006.
  2. ^ а б c d Хоган, Патрик; Стефаник, Тодд; Уиллингем, Чарльз; Джентилман, Ричард (2004-05-19). «Прозрачная иттрия для ИК окон и куполов - прошлое и настоящее». Центр оборонной технической информации. Симпозиум DoD по электромагнитным окнам. С. 2–3.
  3. ^ а б "Ричард Чарльз" Дик "Андерсон". Миссулианский. 2017-09-07. Получено 2017-09-14.
  4. ^ а б c d «GE имеет прозрачную керамику». Архив новостей химии и машиностроения. 44 (43): 38. 1966-10-17. Дои:10.1021 / cen-v044n043.p038a. ISSN 0009-2347.
  5. ^ а б c d е Бакли, Пэкер Л. (август 1982 г.). «Исследование использования прозрачного оксида иттрия для исследований в области ПВРД». Центр оборонно-технической информации, Командование систем ВВС. стр.6, 18, 23. Получено 2017-09-16.
  6. ^ Burke, J. E .; Розоловски, Дж. Х. (сентябрь 1973 г.). "Серия технической информации: Спекание". Центр оборонной технической информации. General Electric. п. 11. Получено 2017-09-16.
  7. ^ «Керамический материал космической эры, прозрачный, как стекло, но способный выдерживать вдвое более высокие температуры, - заявили сегодня ученые General Electric» (пресс-релиз). Питер Ван Эйвери, Центр общественной информации Центра исследований и разработок General Electric. 10 октября 1966 г.
  8. ^ а б Андерсон, Ричард К. и Джон Баркер (январь – февраль 1969 г.). «Уникальная оптическая керамика». Оптические спектры (Выпуск оптических материалов).
  9. ^ Харрингтон, Джеймс А. (ноябрь 1975 г.). "Окна с малыми потерями для химических лазеров". Центр оборонной технической информации. Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов.
  10. ^ а б Родс, В. Х. (8 февраля 1995 г.). «Фазовая химия в развитии прозрачных поликристаллических оксидов».. В Альпере, Аллен М. (ред.). Фазовые диаграммы в современной керамике. Академическая пресса. п. 8. ISBN 9780080538723.
  11. ^ Андерсон, Ричард С. (1970). «Тория и Иттрия». В Альпере, Аллен М. (ред.). Высокотемпературные оксиды: оксиды редкоземельных элементов, титана, циркония, гафния, ниобия и тантала.. Академическая пресса. С. 30–32. ISBN 9781483271392.
  12. ^ Грескович, К. и Вудс, К. Н. "Изготовление прозрачного ThO2-допированный Y2О3", Bull. Amer. Ceram. Soc., Vol. 52, p. 473 (1973)

внешняя ссылка