Исследование процессов синтеза керамических материалов в системе Al2O3-AlN-MgO в волне горения и получение оптически прозрачной керамики на их основе

Объектом исследования является твердый раствор в системе AlN-Al2O3-MgO, а именно оксинитрид магния алюминия. Данный материал представляет большой интерес, благодаря сочетанию высоких оптических и механических свойств. Это перспективная замена монокристаллам сапфира и закаленным стеклам во многих областях науки и техники. Целью работы было изучение возможности получения оксинитрида магния алюминия различного состава, изучение свойств материала, получение спеченных плотных керамических материалов на их основе. Во время выполнения проекта был получен однофазный порошковый материал в системе AlN-Al2O3-MgO при горении в среде азота реакционной смеси, состоящей из порошков алюминия, оксида алюминия, оксида магния и перхлората магния. Определены зависимости состава продуктов горения от состава реакционной смеси Al+Al2O3(MgO)+Mg(ClO4)2, давления азота и размерных эффектов. Установлены зависимости макрокинетических характеристик фильтрационного горения от исходного состава реакционных смесей. Исследована микроструктура полученных однофазных порошков MgAlON. Были получены экспериментальные образцы порошков MgAlON различного состава, в том числе порошков содержащих добавки спекающих агентов, необходимых для спекания и получения керамических образцов. Так же подготовлены образцы порошков, в которые данные добавки введены после синтеза. Установлен химический состав полученного оксинитрида алюминия магния различного состава, параметры решетки, а так же удельная поверхность полученных порошков. Из СВС порошков оксинитрида алюминия магния различного состава получены плотные керамические материалы из оксинитрида магния алюминия различного состава. Проведен анализ микроструктуры изломов спечённых керамических образцов. Исследовано светопропускание керамических образцов. Исследованы механические характеристики полученного материала, а именно модуль Юнга, твердость и упругое восстановление. Проведена дифференциальная сканирующая калориметрии, которая позволила установить стойкость к окислению материала различного состава, а так же с различными спекающими добавками.