Príprava a štúdium keramických a sklokeramických materiálov v systéme Y2O3-Al2O3: vplyv veľkosti častíc na výslednú mikroštruktúru

Riešitelia: M. Majerová, A. Prnová, J. Valúchová, M. Michálková, B. Pecušová, M. Žitňan, D. Galusek

Keramické a sklokeramické materiály v binárnom systéme Y₂O₃-Al₂O₃ (ytrito-hlinitý granát Y₃Al₅O₁₂ – YAG; ytrito-hlinitý perovskit , YAlO₃ -YAP a ytrito-hlinitý melilit Y₂Al₄O-YAM) sú intenzívne skúmané kvôli vynikajúcim optickým a mechanickým vlastnostiam. Špeciálnu skupinu tvoria takzvané YAG/Al₂O₃ materiály s eutektickou mikroštruktúrou, ktoré sa vyznačujú tvrdosťou, lomovou húževnatosťou, tepelnou a chemickou odolnosťou porovnateľnou s kryštalickými aluminátmi. Prípravy oboch typov materiálov (kryštalické alumináty aj eutektická keramika) sú často spojené s nevyhnutnosťou použitia vysokých teplôt (⁓2000°C) a drahých a technicky náročných zariadení. Jedným z technicky a ekonomicky zaujímavých riešení prípravy väčších kusových vzoriek sa javí kombinácia plameňovej syntézy a žiarového lisovania. Cieľom tejto práce bola optimalizácia mletia sklenených mikroguľôčok po plameňovej syntéze, aby sa dosiahla jemná eutektická mikroštruktúra spekaných telies. Výsledky potvrdili, že úprava veľkosti sklených mikroguľôčok je jedným z kľúčových parametrov počas prípravy spekaných telies s eutektickou štruktúrou.

Distribúcia veľkosti sklených mikroguľôčok pripravených plameňovou syntézou a mletím pri rôznych podmienkach (a) priemer mlecích gulôčok 5 mm, rýchlosť otáčok 200 rpm – M1, (b) priemer mlecích gulôčok 11 mm, rýchlosť otáčok 350 rpm – M2, (c) priemer mlecích gulôčok 20mm, rýchlosť otáčok 350 rpm – M3

SEM snímky vzoriek pripravených žiarovým lisovaním po mlecom experimente (a) M1, (b) M2,  (c) M3 (doba mletia 6 hod).

Súvisiace projekty: VEGA 1/0141/21.

Výsledok bol dosiahnutý v spolupráci s Ústavom anorganickej chémie SAV, v.v.i. a Trenčianskou univerzitou Alexandra Dubčeka v Trenčíne.

Publikácia v CC časopise:

MAJEROVÁ, Melinda** – PRNOVÁ, Anna – VALÚCHOVÁ, Jana – MICHÁLKOVÁ, Monika – PECUŠOVÁ, B. – ŽITŇAN, M. – KLEMENT, R. – GALUSEK, Dušan. Hot press sintering of Y2O3-Al2O3 glasses: Impact of particle size on thermal behaviour, sintering ability and mechanical properties of sintered bodies. In Heliyon, 2025, vol. 11, no. 1, art. no. e41260. (2024: 3.6 – IF, Q1 – JCR, 0.644 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 2405-8440. Dostupné na: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e41260