157104. lajstromszámú szabadalom • Eljárás átlátszó kerámiai termékek előállítására

MAGTAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Bejelentés napja: 1967. IX. 27. (GE—664) Amerikai Egyesült Államok-beli elsőbbsége: 1966. IX. 28. Közzététel napja: 1969. IX. 22. Megjelent: 1970. VII. 25. 157104 Nemzetközi osztályozás: C 04 b; H 02 g Feltaláló: Anderson Richard Charles, mérnök Tulajdonos: General Electric Company, New York, Amerikai Egyesült Államok Eljárás átlátszó kerámiai termékek előállítására 1 A találmány kerámiai testek, közelebbről nagytömörségű, ittriumoxid alapú, toriumoxidot, cirkoniumoxidot vagy hafniumoxidot vagy ezek keverékét tartalmazó, fényáteresztő kerámiai testek előállítási eljárására vonatkozik. Magas hőmérsékletű üzemi területen széles körben használnak kerámiai- anyagokat, ezek azonban kevés kivétellel, teljesen átlátszatlanok, és nem használhatók ott, ahol a fényáteresztés kívánatos. Az átlátszó kerámia igénye sok esetben fellép, mint például magas hőmérsékletű lámpák burájaként, sőt magas hőmérsékleten használt optikai berendezések lencséjének anyagaiként is. Kerámiai anyagok fényáteresztőképességét általában egykristályok fejlesztésével érték el, mely a cél megvalósításának rendszerint időigényes, viszonylag költséges és fizikailag korlátozott módja volt (a méretek korlátozottsága miatt). Az átlátszóság polikristályos anyagoknál sok nehézséget leküzd, amelyek az egykristály kerámia alkalmazásánál merültek fel, azonban sok tényezőt kell figyelembe venni, mielőtt egy polikristályos testben a fényáteresztés bármilyen lényeges fokát elérhetnénk. Csapadék jelenléte pl. a testben fényszórást és annak következményeképpen kis fényáteresztőképességet okoz. Hasonlóképpen a végső tömörségre való zsugorítás során képződött pórusok a kerámiai testben ugyanúgy 10 15 20 25 S0 szórják a fényt, mint a csapadékok. A szemcsehatármenti repedéseket, az égetés közbeni, nagy szemcsenövekedés okoz, a fényáteresztő képességet úgy rontják, mint a pórusok. Mindezeket és több más problémát megfelelően meg kell oldani ahhoz, hogy nagy tömörségű átlátszó kerámiai testeket nyerjünk. A találmány előnyeit jobban megérthetjük a melléklet leírás és ábra alapján. Az ábra a találmány tárgyát képező ittriumoxid alapú kerámiai test fényáteresztési görbéje a hullámhossz függvényében 0,2 mikrontól 9,0 mikronig terjedő tartományban. A találmány tárgyát képező kerámiák általában ittriumoxid alapúak, ezenkívül 2—15 mólszázalék tóriumoxidot, cirkóniumoxidot vagy hafniumoxidot vagy ezek keverékét tartalmazzák. Ezek a testek elméleti tömörségű hexaéderes kristályszerkezetű polikristályok, és lényegében egy széles sugárzási hullámhossz-sávban átlátszóak. Optimális összetételként előnyösen 8—10 mólszázalék tóriumoxidot tartalmaznak. A kerámiai testek előállítási eljárását az jellemzi, hogy az alkotórészeket megfelelő arányban összekeverjük, a porított oxidot nyers testté sajtoljuk, a nyers testet azután annyi ideig égetjük, vagy zsugorítjuk, amennyi a tömörödés végbemeneteléhez elegendő. Zsugorítás közben —• melyet rendszerint hidrogénlégkörben hajtunk végre —• ügyelni kell arra, hogy 157104