95

Effect of two-step heating on transparency of MgAl2O4 ceramics fabricated by pulsed electric current sintering process

Ảnh hưởng của phương pháp nâng nhiệt hai bước đến tính truyền quang của gốm quang học MgAl2O4 chế tạo bằng thiêu kết xung dòng điện một chiều

ĐẶNG QUỐC KHÁNH
Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội

NGUYỄN NGỌC YẾN
Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội

ĐÀO ANH TÚ
Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội

LÊ HỒNG THẮNG
Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội

LÊ MINH HẢI*
Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email: hai.leminh@hust.edu.vn

Ngày nhận bài: 16/2/2021, Ngày duyệt đăng: 4/4/2021

ABSTRACT

In this work, MgAl2O4 transparent ceramics was fabricated from combustion-synthesized nanopowders by pulsed electric current sintering (PECS) combined with two-step sintering. Ceramic powder was densitified using two-step heating, namely the first-step temperature was 1100 oC with holding time of 60 min and the second-step temperatures in range from 1300 oC to 1450 oC with 20 min duration. The results showed that the transparent ceramic samples sintered at 1100 oC/60 min – 1400 oC/20 min had grain size of 177 ± 8 nm, relative density about 99 %, transmittance up to 80 %, and Vickers hardness of 18 GPa. These values were higher than that of samples obtained by one-step sintering at 1400 oC.

Keywords: transparent ceramics, MgAl2O4, PECS

TÓM TẮT

Gốm quang học MgAl2O4 đã được chế tạo từ bột mịn thu được qua phản ứng cháy bằng phương pháp thiêu kết xung dòng điện kết hợp sử dụng hai bước nâng nhiệt. Mẫu gốm được thiêu kết bằng chế độ gia nhiệt 2 bước với nhiệt độ bước 1 là 1100 oC và giữ tại nhiệt độ này trong vòng 60 phút, sau đó tiếp tục nâng lên nhiệt độ bước 2 thay đổi từ 1300 oC đến 1450 oC và giữ nhiệt trong vòng 20 phút dưới áp lực ép 100 MPa. Kết quả cho thấy, mẫu gốm quang học được thiêu kết ở chế độ 1100 oC, giữ nhiệt 60 phút và 1400 oC, giữ nhiệt 20 phút có kích thước hạt sau thiêu kết đạt 177 ± 8 nm, tỷ trọng tương đối đạt ≈ 99 % cùng kết quả truyền quang lên tới 80 % và độ cứng HV đạt 18 GPa. Các kết quả này cao hơn so với vật liệu MgAl2O4 được thiêu kết bằng phương pháp một bước nâng nhiệt tại 1400 oC.

Từ khóa: gốm quang học, MgAl2O4, thiêu kết dòng xung điện

Page: 11 – 17

RESEARCH

Get article

Leave a Reply

Your email address will not be published.