FR2527589A1 - Procede de fabrication d'un corps de mullite polycristallin optiquement translucide et corps de mullite optiquement translucide - Google Patents

Abstract

CE PROCEDE CONSISTE A REALISER UNE POUDRE AMORPHE, INFORME, D'OXYDES MELANGES CONSTITUEE D'ENVIRON 74 EN POIDS A ENVIRON 76,5 EN POIDS DE ALO LE RESTE ETANT SIO A COMPRIMER CETTE POUDRE EN UN COMPRIME AYANT UNE MASSE VOLUMIQUE MINIMUM DE 1,0GCM, A CALCINER LE COMPRIME A UNE TEMPERATURE QUI N'A PAS D'EFFET NUISIBLE NOTABLE SUR LE COMPRIME DANS L'OXYGENE OU SOUS UN VIDE ALLANT DE 6,66 A 133,3PA (0,05 TORR A 1,0TORR) POUR PRODUIRE UN COMPRIME IMPERMEABLE AUX GAZ, ET A FRITTER CE COMPRIME IMPERMEABLE AUX GAZ DANS UNE ATMOSPHERE CHOISIE PARMI L'AIR, L'ARGON, L'HELIUM, L'AZOTE ET LEURS MELANGES, A UNE TEMPERATURE COMPRISE ENTRE 1700C ET 1850C. APPLICATION AUX ENCEINTES POUR TUBES A ARC.

Description

-A

La présente invention concerne le frittage de com-

positions de silicate d'aluminium amorphes densifiées qui se transforment en mullite dans un état avancé de densification et continuent de se densifier par la suite en une céramique optiquement translucide de masse volumique théorique.

La mullite, une phase cristalline de silicate d'a-

luminium de composition 3 A 1203 2 Si O 2ou proche de 3 A 1203 2 Si O 2, est un minéral commun de la constitution des céramiques de silicate (faïence, argile réfractaire, etc) Des diagrammes de phase récents indiquent de 71,5 à 74 % en poids de A 1203 comme domaine de composition pour

la mullite cristallisée à l'état solide.

On a beaucoup étudié la mullite, cependant ses formes polycristallines translucides, sans pores, n'ont été reportées que par Mazdyiasni et Brown ( 1972)et Yoldas ( 1978) En particulier, Mazdyiasni et Brown, dans "Synthesis

and Mechanical Properties of Stoichiometric Aluminium Sili-

cate (Mullite)" (Synthèse et Propriétés Mécaniques du Sili-

cate d'Aluminium Stoéchiométrique (Mullite)), Journal of the American Ceramic Society, Vol 55, N 11, pages 548-552

(Nov 1972) décrivent qu'on peut comprimer à chaud, sous vi-

de, du silicate d'aluminium sous-micromillimétrique alcoxy-

dérivé ( 3 A 1203 2 Si O 2), précisément 71,8 % en poids de A 1203/ 28,2 % en poids de Si O 2, ayant une morphologie aciculaire, du type aiguille, en corps polycristallins 2 - translucides, très denses, de mullite stoechiométrique, et que les comprimés résultants ont une microstructure à grains fins constituée de grains aciculaires entremêlés agencés

dans leur ensemble comme un "puzzle".

Yoldas décrit dans "Microstructure of Monolithic Materials formed by Heat Treatment of Chemically Polymerized Precursors in the A 1203-Si O 2 Binary" (Microstructure des Matériaux Monolithiques formés par Traitement Thermique de Précurseurs Chimiquement Polymérisés du Diagramme binaire

A 1203-Si O 2), Ceramic Bulletin, Vol-59, N 4, Pages 479-

-483 ( 1980), qu'on a pr Eparé des gels transparents dans le diagramme binaire AO 1203-Si O à de basses températures

par une technique qui permet la polymérisation de l'alumi-

nium et du silicium au moyen de ponts oxygène à température

ambiante, en particulier en faisant réagir un hydrosol d'a-

luminium avec du tétraéthoxyde de silicium, et que lorsqu'on chauffait ces gels, il a observé que la composition 63 % en poids de A 1203/37 % en poids de Si O 2 avait l'aptitude unique de demeurer transparente aux températures élevées,

c'est-à-dire, 1400 C, alors que les autres matériaux deve-

naient opaques.

On ne connait aucun rapport sur la mullite poly-

cristalline, translucide, de masse volumique théorique pré-

parée par un procédé de frittage.

Dans sa forme pure la mullite serait un matériau optique intéressant pour sa faible dilatation thermique, son point de fusion élevé, sa stabilité chimique et son absence

de bandes d'absorption dans le spectre visible.

Selon la présente invention, on produit une céra-

mique de mullite polycristalline optiquement translucide, en

comprimant une poudre d'oxydes mélangés avec certaines ca-

ractéristiques en un comprimé ayant au moins une masse volu-

mique minimum de l,0 g/cm 3,en calcinant le comprimé dans une atmosphère d'oxygène ou sous un cide d'environ 6,66 à 133,3 Pa pour produire un comprimé imperméable aux gaz et en -3-

frittant le comprimé imperméable aux gaz dans l'air, l'ar-

gon, l'hélium, l'azote et leurs mélanges.

Brièvement, selon une réalisation de l'invention, on obtient le corps de mullite polycristallin par un procédé consistant à réaliser une poudre amorphe, informe, d'oxydes mélangés constituée d'environ 74 % en poids à environ 76,5 % en poids de Al 203 le reste étant Si O 2 à l'exception de la composition 76 % A 1203/24 % Si O 2 qui ne renferme pas de quantités significatives d'impuretés, cette poudre étant comprimable au voisinage de la température ambiante en un comprimé ayant une masse volumique minimum de l,Og/cm, à

comprimer cette poudre en un comprimé ayant une masse volu-

mique minimum de l,Og/cm, à calciner le comprimé à une

température qui n'a pas d'effet nuisible sur lui dans l'oxy-

gène ou sous un vide d'environ 8,66 à 133,3 Pa pour produire

un comprimé imperméable aux gaz et à fritter ce comprimé im-

perméable aux gaz dans une atmosphère choisie dans le groupe

comprenant l'air, l'argon, l'hélium, l'azote et leurs mé-

langes, à une température comprise entre environ 17001 C et environ 1850 WC pour produire un corps fritté optiquement translucide de masse volumique théorique basée sur la masse volumique de 3,16 g/cm 3 + 0,01 ou 3,17 g/cm 3 0,01 pour ce

produit de mullite.

Par poudre informe on désigne ici 5 une poudre n'a-

yant pas de forme régulière ou distinctive à une échelle mi-

croscopique Par poudre onctueuse on désigne ici une poudre qui est analogue à du duvet, c'est-à-dire, qui est libre et duveteuse La poudre de la présente invention se caractérise par une faible masse volumique apparente allant d'environ

0,2 g/cm 3 à environ 0,3 g/cm 3, au voisinage de la tempéra-

ture ambiante.

Par température ambiante on désigne une tempéra-

ture de 25 C.

Le produit de la présente invention est un corps polycristallin optiquement translucide de mullite composé -4- d'environ 74 % en poids à environ 76,5 % en poids de A 1203, le reste étant Si O 2 Sa microstructure dépend

de sa composition et de la température de frittage.

Par corps polycristallin optiquement translucide on désigne un corps que la lumière ou un rayonnement de lon-

gueur d'onde du visible est capable de traverser suffisam-

ment pour rendre ce corps utile pour des applications opti-

ques telles que des enceintes de tubes à-arc.

La suite de la description se réfère aux figures

annexées qui représentent respectivement Figure 1, une photomicrographie (grossissement X 750) montrant une section polie et attaquée d'un disque fritté de 75 % en poids de A 1203 et 25 % en poids de Si O 2 produit selon la présente invention par calcination sous un vide de 6,66 à 133,3 Pa à 16201 C pour produire un comprimé imperméable aux gaz et ensuite par frittage dans l'argon à 18000 C pendant une heure pour produire le corps optiquement translucide; Figure 2, une photomicrographie (grossissement X 750)montrant une coupe de la microstructure d'un disque fritté, poli et attaqué de 75 % en poids de A 1203/25 % en poids de Si O 2 produit par calcination dans l'oxygène à

16201 C pour produire un comprimé imperméable aux gaz et en-

suite par frittage dans l'air à 18000 C pendant 3 h pour pro-

duire un corps optiquement transparent Figure 3, une photomicrographie ( grossissement X 750) montrant une coupe de la microstructure d'un disque

fritté poli et attaqué de 74 % en poids de A 1203/complé-

ment Si O 2 produit selon l'invention par calcination dans

02 à 16500 C suivi par un frittage dans l'air à 18000 C pen-

dant 3 h pour produire un corps optiquement transparent et,

Figure 4, des graphiques illustrant la transpa-

rence optique du produit de l'invention dans le domaine vi-

sible du bleu au rouge.

On prépare la poudre d'oxydes mélangés de départ -5-

de la présente invention à partir d'un gel homogène de pré-

curseurs hydrolysés de A 1203 et Si O 2 Les précurseurs peuvent être organiques ou inorganiques et sont utilisés en quantités qui produisent la présente composition d'oxydes mélangés, c'est-à-dire, la présente composition d'aluminosi- licate On produit ce gel, c'est-à-dire le précipite, d'une manière connue par hydrolyse d'une solution de précurseurs

organiques ou inorganiques de A 1203 et Si O 2 En fonc-

tion essentiellement des matériaux de départ, on peut ajou-

ter à la solution un agent peptisant tel que l'acide nitri-

que pour en favoriser le conversion en un gel.

Par exemple, on peut préparer le gel par hydrolyse d'alkyloxydes de silicium et d'aluminium Par exemple, on

peut produire le gel en dissolvant de l'isopropoxyde d'alu-

minium et du métasilicate d'éthyle dans du cyclohexane, et hydrolyser la solution par addition de la quantité théorique

d'eau (nécessaire à l'hydrolyse totale des alcoxydes) dis-

sous de préférence dans l'alcool ter-butylique pour empêcher

la séparation de l'eau en une autre phase pendant l'hydroly-

se On doit soigneusement mélanger l'eau à la solution, de

préférence au voisinage de la température ambiante, pour ob-

tenir une hydrolyse quasiment totale.

Dans une technique recommandée, on disperse du monohydrate d'aluminium dans de l'eau avec un p H réglé au moyen d'acide nitrique ou d'un autre acide à une valeur de 4

environ en agitant de façon intensive pour obtenir une dis-

persion colloïdale On recommande, mais ce n'est pas essen-

tiel, que la dispersion colloïdale soit séparée du résidu non dispersible par criblage à travers des tamis fins ou par

centrifugation On analyse la dispersion colloïdale du mono-

hydrate résultante pour déterminer sa teneur totale en A 1203, puis, par exemple, on la mélange avec du silicate d'éthyle, en un rapport qui fournit la présente proportion

de 74 % à 76,5 % en poids de A 1203, le reste étant Si O 2.

On doit agiter le mélange, de préférence au voisinage de la -6température ambiante, pour achever l'hydrolyse conduisant au

gel de la présente invention.

Le gel de la présente invention peut être organi-

que ou inorganique et il contient toujours de l'eau De pré-

férence, si possible, on épaissit le gel par filtration a- vant de le sécher pour produire la poudre amorphe duveteuse

de la présente invention.

On doit sécher le gel d'une manière qui produise la poudre amorphe, onctueuse, de départ, En particulier, on doit effectuer le séchage du gel pour en enlever l'eau sans l'effondrer en particules denses On ne peut pas sécher le gel de la présente invention en enlevant sa teneur en eau sous forme liquide car un tel enlèvement effondre le gel en particules denses Par conséquent, on ne peut pas utiliser

la simple évaporation à température ambiante ou à tempéra-

tures élevées car elle se traduit par un retrait et la for-

mation d'une substance particulaire résistante.

On peut sécher le gel par cryogénation pour pro-

duire la poudre de départ de la présente invention Généra-

lement cela consiste à congeler le gel et à sublimer sous vide sa teneur en eau Le séchage par cryogé-nation n'est pas applicable aux gels contenant des alcools à bas points de

congélation car ces alcools suppriment le point de congéla-

tion. En variante, on peut sécher le gel en remplaçant sa teneur en eau par un solvant non-aqueux pour produire un gel non aqueux que l'on peut sécher de plusieurs façons pour

produire la poudre de départ En particulier, c'est un pro-

cédé d'échange de solvants qui est applicable si le gel peut

être filtré On dilue ensuite le gel filtré avec du métha-

nol, on filtre, et on lave à nouveau le gel résultant avec

du méthanol pour déplacer toute l'eau et finalement on chas-

se le méthanol par lavage avec de l'acétone On peut sécher

le gel non-aqueux résultant dans l'air, à température ambi-

ante, pour produire la poudre de départ.

-7- En variante, on peut sécher le gel par élimination de l'eau dans des conditions supercritiques pour produire la poudre de départ Ceci s'effectue en transferrant le gel

dans un autoclave et en le chauffant au-dessous de la tempé-

rature critique de l'eau, qui est supérieure à 3741 C sous une pression de 226,5 bars ( 3184 psi) A cette température

l'eau disparaît et de la vapeur s'échappe lentement de l'au-

toclave Le produit est la poudre de la présente invention ou un matériau grumeleux très fiable aisément réductible en

la poudre de la présente invention.

La poudre de silicate d'aluminium de départ est une poudre amorphe d'oxydes finement dispersés composée d'environ 74 % en poids à environ 76, 5 % en poids de Al 203

le complément étant Si O 2 Dépendant largement de son pro-

cédé particulier de préparation, elle contient une quantité

significative d'eau et habituellement, une quantité signifi-

cative de matière organique Cette poudre est blanche,onctu-

euse, informe et s'écoule librement ayant une surface spéci-

fique, selon des techniques d'adsorption dans l'azote à bas-

se température, allant de 100 m 2/g à 400 m 2/g, et de pré-

férence de 200 m 2/g à 300 m 2/g Cette poudre a également une faible masse volumique apparente qui va de 0,2 g/cm 3 environ à 0,3 g/cm 3 environ à la température ambiante On ne doit pas ajouter d'eau à cette poudre car l'addition

d'eau la contracterait et l'effondrerait en particules den-

ses lors du séchage ultérieur.

On calcine la poudre de départ la pression atmos-

phérique à une température comprise entre 4900 C et 11000 C environ, de préférence entre 5000 C et 7000 C, pour en enlever l'eau et la matière organique n'en laissant aucune quantité significative Une température de calcination inférieure à 4900 C environ peut ne pas enlever la matière organique Une température de calcination supérieure à 900 WC environ tend à agglomérer légèrement la poudre mais on peut broyer à sec cette poudre calcinée pour briser les agrégats et la tamiser

à sec sans nuire de façon significative à sa morphologie.

Des températures supérieures à 11000 C environ ne sont pas

utiles car elles provoquent une formation importante d'agré-

gats durs La durée de calcination est déterminable empiri-

quement, par exemple, par perte de poids La calcination est achevée lorsqu'il n'y a plus de perte de poids lors d'une calcination supplémentaire Du fait que la transmission de

chaleur dans cette poudre est très faible, le temps de cuis-

son peut être aussi long que 10 heures Cette calcination n'a pas d'effet nuisible notable sur la poudre ou sur sa

composition A 1203/Si O 2 En particulier, cette calcina-

tion n'affecte pas la composition d'oxydes ou la morphologie

de la poudre de manière significative.

La poudre calcinée est amorphe, informe, onctueuse

et libre et ne contient pas de quantités notables d'impure-

tés C'est une mélange d'oxydes finement dispersés composé de 74 % en poids environ à 76,5 % en poids environ de

A 1203 le reste étant Si O 2 Elle a une surface spécifi-

que, selon des techniques d'adsorption dans l'azote à basse température, allant d'environ 100 m 2 /g à environ 400 m 2/g

environ La poudre calcinée à également une faible masse vo-

lumique apparente allant d'environ 0,2 g/cm 3 à la tempéra-

ture ambiante Cette poudre calcinée doit-être comprimable à

la température ambiante ou au voisinage de cette températu-

re, c'est-à-dire environ 250 C, en un comprimé ayant une mas-

se volumique minimum de l,0 g/cm On ne doit pas ajouter

d'eau à la poudre calcinée car l'addition d'eau la contrac-

terait et l'effondrerait en particules denses lors du sècha-

ge ultérieur Dans la présente invention, une poudre d'oxy-

des mélangés dont la composition est en dehors du domaine de composition de la présente invention ne produit pas le corps

optiquement translucide selon la présente invention.

On comprime la poudre calcinée pour produire un

comprimé, c'est-à-dire un comprimé vert, ayant une masse vo-

lumique d'au moins 1,0 g/cm 3, et de préférence supérieure à -9- 1,0 g/cm 3 et aussi élevée que possible, habituellement Wd'environ 1,6 g/cm 3 à la température ambiante Un comprimé

ayant une masse volumique inférieure à 1,Og/cm ne produi-

ra pas le corps optiquement translucide de la présente in-

vention Une pression minimale d'environ 689,5 bars ( 10 000

psi) peut produire le comprimé de l'invention mais typique-

ment la pression appliquée est d'au moins environ 2068,5 bars ( 30 000 psi) La pression appliquée peut être aussi élevée que possible ce qui habituellement est d'environ 6895 bars ( 100 000 psi) On ne doit faire aucune addition à la poudre De préférence on comprime la poudre à la température ambiante Il n'y a aucun avantage à utiliser une température

autre que la température ambiante.

On comprime la poudre calcinée en un comprimé à l'aide de moyens qui n'ont pas d'effet nuisible notable sur elle En particulier, les moyens de compression ne doivent pas contaminer la poudre La poudre peut être comprimée par

matriçage ou isostatiquement De préférence lors du matri-

çage on utilise une matrice d'acier.

La forme et la taille du comprimé peuvent varier

largement Il peut être de forme simple, creux ou géométri-

quement complexe Le comprimé de la présente invention ayant une masse volumique d'au moins l,Og/cm 3 a une résistance suffisante pour sa manipulation Par exemple, le comprimé de l'invention sous forme d'un tube ayant une épaisseur de

paroi de 0,5 mm était suffisamment résistant pour être mani-

pulé. Le cas échéant, on peut précalciner le comprimé pour lui conférer une résistance supplémentaire permettant de l'usiner plus facilement Généralement, la température de précalcination pour améliorer la résistance mécanique du

comprimé va jusqu'à environ 16501 C La température particu-

lière de précalcination et la durée de précalcination sont déterminables empiriquement et ne doivent pas avoir d'effet

nuisible sur le comprimé Si on effectue cette précalcina-

-

tion à une température à laquelle les pores du comprimé res-

tent ouverts, et habituellement la fermeture des pores dans

le comprimé débute à environ 1500 C, alors on peut pour a-

jouter à la résistance du comprimé effectuer cette précal-

cination sous la pression atmosphérique dans l'air, l'argon, l'hélium, l'azote, l'oxygène et leurs mélanges, ainsi que sous un vide partiel à la condition que ce vide partiel ne

vaporise pas notablement le composant Si O 2 du comprime.

Cependant à une température de prévulcanisation à laquelle la fermeture des pores du comprimé a lieu, c'est-à-dire des températures comprises entre 150 e C et 1675 C environ, on doit effecturer cette précalcination dans l'oxygène ou sous vide partiel alland d'environ 6,66 Pa ( 0,05 Tort) à environ

133,3 Pa ( 1,0 Torr).

Dans le présent procédé, le comprimé vert ou le comprimé précalciné est ensuite calciné à une température

comprise entre environ 1500 C et 1675 C et de préférence en-

viron 1600 C à 1650 C pour produire un comprimé imperméable aux gaz On doit effectuer la calcination dans l'oxygène qui est de préférence à lapression atmosphérique ou sous un vide

compris entre environ 6,66 Pa et 133,3 Pa ( 0,05 à 1,0 torr).

La température et le temps de calcination particuliers sont déterminable empiriquement et ne doivent pas avoir d'effet

nuisible sur le comprimé Comme à la température de calcina-

tion d'environ 1500 C et plus, les pores du comprimé sont isolés de sa surface,l'atmosphère du four doit être de

l'oxygène pur ou un vide compris entre 6,66 Pa et 133,3 Pa en-

viron ( 0,05 à 1,5 torr) D'autres gaz, tels que l'azote, l'argon ou le dioxyde de carbone, lorsqu'ils sont présents dans l'atmosphère de frittage pendant la fermeture des pores

dans le comprimé, seraient piégés dans les pores et empê-

cheraient l'élimination des pores pendant le frittage Seul l'oxygène est transporté à travers la mullite cristalline à

une vitesse suffisante pour ne pas interférer avec le pré-

sent procédé de frittage, et par conséquent, seul une atmos-

il -

phère d'oxygène pour le four est utilisable lors de la cal-

cination dans le domaine de fermeture des pores De même, un vide inférieur à 133,3 Pa ( 1,0 torr) environ, c'est-à-dire lorsque la pression de l'atmosphère est supérieure à 133,3 Pa environ ( 1,0 torr), si d'autres gaz que l'oxygène sont pré- sents, on peut introduire des quantités notables de ces gaz dans les pores et limiter de façon néfaste la translucidité du produit Cependant, un vide supérieur à 6,66 Pa environ

( 0,05 torr) peut vaporiser le composant Si O 2 du comprimé.

Une température de calcination inférieure à envi-

ron 15000 C est inefficace pour clore, c'est-à-dire isoler,

les pores du comprimé Une température de calcination supé-

rieure à environ 16750 C sous un vide compris entre environ 6,66 Pa à 133, 3 Pa ( 0,05 à 1,0 torr) vaporiserait SIO 2 du

comprimé Une température de calcination supérieure à envi-

ron 16751 C dans une atmosphère d'oxygène nécessiterait un four à oxygène à haute température et un tel four n'est pas aisé"ment disponible à l'échelle industrielle Cependant, on

peut utiliser une température de frittage ou calcination al-

lant jusqu'à environ 18500 C sous une atmosphère d'oxygène.

La vitesse de chauffage à la température de calci-

nation dépend pour une large mesure du taux des impuretés dans le comprimé La vitesse de chauffage doit être telle qu'on élimine toutes les impuretés avant qu'il n'atteigne une température qui y bloquerait ces impuretés En général,

on chauffe le comprimé jusqu'à la température -de calcina-

tion à des vitesses qui vont jusqu'à environ 3000 C par heu-

re Des vitesses de chauffage plus élevées peuvent produire un gonflement avec boursouflement dû aux produits volatils

qui ne se sont pas échappés plus tôt.

Le comprimé calciné à pores fermés doit seulement

être imperméable aux gaz On peut déterminer cette imperméa-

bilité par différentes techniques Par exemple, on peut la

déterminer en suspendant le comprimé fritté et en l'immer-

geant dans l'eau ou autre liquide et en déterminant si le 12 - comprimé ainsi suspendu et immergé présente un gain de poids

quelconque observable De préférence, ceci s'effectue en pe-

sant le comprimé fritté sec, immergeant le comprimé dans l'eau bouillante, laissant refroidir jusqu'à la température ambiante, et repesant le comprimé pour déterminer tout gain

de poids Si on n'observe aucun gain de poids, alors le com-

primé aura atteint l'état de porosité fermée, et est donc

imperméable aux gaz.

Le comprimé imperméable aux gaz est fritté dans

une atmosphère qui n'a pas d'effet nuisible sur lui, et cet-

te atmosphère est choisie parmi l'air, l'argon, l'hélium,

l'azote et leurs mélanges Dans le présent procédé, l'atoms-

phère de frittage est une atmosphère stagnante ou en circu-

lation L'atmosphère de frittage est de préférence à la

pression atmosphérique ou au voisinage.

Dans le présent procédé, il n'y a pas de perte no-

table de A 1203 ou Si O 2 lorsqu'on effectue le frittage

dans l'argon, l'hélium oul'azote, on doit confiner le com-

primer pendant le frittage pour supprimer la perte de Si O 2 de la surface Ce confinement peut s'effectuer, par exemple, en couvrant le comprimé complètement avec de la poudre de mullite, ou en le plaçant dans un creuset d'alumine muni

d'un couvercle.

La présente température de frittage est comprise entre environ 17000 C et environ 18500 C et dépend dans une certaine mesure de la teneur en Al 203 du corps et ne doit pas avoir d'effet nuisible sur lui En particulier,

pour un corps renfermant 74 % enpoids de A 1203, des tem-

pératures très supérieures à 18001 C peuvent entraîner la

* formation de 1 % ou plus en volume de phase vitreuse La for-

mation d'une phase vitreuse diminue avec l'augmentation de la teneur en A 1203, et des températures allant jusqu'à

18500 C environ n'ont pas d'effet nuisible sur des corps ren-

fermant d'environ 74,5 à environ 76,5 % en poids de

A 12032 Des températures de frittage inférieures à envi-

13 -

ron 1700 C ne produisent pas le corps optiquement transluci-

de de la présente invention D'un autre coté, des tempéra-

tures supérieures à 1850 C produisent un corps optiquement translucide avec des grains trop grands lui conférant une mauvaise résistance mécanique Egalement, des températures

supérieures à 1850 C entraînent une réduction de la trans-

mission par suite de la formation d'une phase vitreuse De plus, ces températures sont proches du point de fusion de la mullite.

La durée particulière de fritttage dépend large-

ment de la température de frittage et est déterminable empi-

riquement, l'élévation de la température de frittage entraî-

nant une diminution de la durée de frittage Par exemple, une température de frittage de 1800 C environ

correspondra à une durée de frittage d'environ 1 à 10 heures.

Le corps optiquement translucide de la présente invention est formé d'un aluminosilicate constitué de 74 % à 76,5 % en poids environ de A 1203 le reste étant Si O 2, à l'exception de la composition 76 % A 1203/24 % Sio 02 On peut déterminer sa composition par différentes techniques incluant l'analyse chimique par voie humide, l'analyse par

fluorescence-X, la spectroscopie de masse et les microana-

lyses par faisceau électronique.

La microstructure du corps polycristallin optique-

ment translucide de la présente invention peut quelque peu varier en fonction de sa compposition et de la température

de frittage Dans le domaine de températures de frittage al-

lant de 1 700 C à 1850 C environ et pour une composition

d'environ 74,5 % à 76,5 % en poids de A 1203, le reste é-

tant Sio 2, ainsi que dans le domaine de températures de

frittage allant de 1700 C à 18000 C environ et pour une com-

position d'environ 74 % à environ 74,5 % en poids de A 1203, le reste étant Si O 2, le corps optiquement

translucide résultant a ou est susceptible d'avoir une mi-

crostructure uniforme ou grandement uniforme constituée de 14 -

grains équiaxes ou grandement équiaxes avec une granulomé-

trie moyenne allant de 8 micrométres environ à 50 micromé-

tres environ Une granulométrie inférieure à 8 micrométres

confère habituellement au corps fritté de mauvaises proprié-

tés optiques D'un autre côté, une granulométrie moyenne supérieure à environ 50 micromètres confère au corps fritté

une mauvaise résistance mécanique largement due à la micro-

fissuration De préférence, pour la meilleure translucidité

optique et la meilleure résistance mécanique, le corps opti-

quement translucide de la pr-sente inention a une granulo-

métrie moyenne allant de 12 micrometres environ à 35 micro-

mètres environ, La granuloméntrie du corps optiquement trans-

lucide dépend largement de la temperatuire de frittage et du

temps de frittage Plus la température de frittage est éle-

vée et plus le tempe de frittage est long plus grande est lagranulométrie moyenne du produit.

Cependant, la microstructure du corps polycrista-

llin, fritté, optiquement translucide varie lorsqu'il est produit dans le domaine de température de frittage compris

entre environ 1800 C et 1850 C, allant d'un comprimé se com-

posant de 74 % en poids environ jusqu'à 74,5 % en poids envi-

ron de A 1203, le reste étant Si O 2 Particulièrement, avec une teneur d'environ 74 % en poids de A 1203, le

corps optiquement translucide produit à une température com-

prise entre environ 1800 C et 1850 C aura, ou pourra avoir une microstructure constituée de grains allongés Lorsqu'on augmente la teneur en A 1203 depuis 74 % en poids dans ce domaine de composition allant 74 % à 74,5 % en poids de

A 1203, la microstructure du corps optiquement transluci-

de produit dans ce domaine plus élevé de température de

frittage présentera des grains fortement équiaxes ou équi-

axes, et sa microstructure sera constituées à la fois de grains équiaxes et allongés ou grandement équiaxes Si l'on accroît encore la teneur en A 1203, c'est-à-dire si on

approche 74,5 % en poids, le corps fritté optiquement trans-

- lucide résultant aura vraisemblablement une microstructure uniforme ou grandement uniforme composée de grains équiaxes

ou grandement équiaxes.

Le corps optiquement translucide de la présente invention va d'un corps constitué d'une phase unique à un

corps constitué d'une phase primaire et d'une phase secon-

daire, la phase secondaire représentant au plus moins de 1 %

en volume du volume total du corps optiquement translucide.

On peut déterminer cette composition de phases du corps op-

tiquement translucide par microscopie optique Par le terme phase unique ou phase primaire on désigne ici la phase de mullite La phase de mullite est également identifiable par analyses par diffraction des rayons X La phase secondaire ne doit pas avoir d'effet nuisible notable sur le produit de la présente invention La phase secondaire peut être

A 1203 ou du verre.

Habituellement, lorsque le composant A 1203 du corps optiquement translucide représente d'environ 74,5 à

environ 75,5 % en poids, ou approche ce domaine, il se com-

pose d'une phase unique de mullite Cependant, lorsque la

teneur en A 1203 du corps optiquement translucide appro-

che 76 % en poids, ce corps est susceptible de présenter une quantité mineure de précipité de Al 203 en tant que phase secondaire La présence de la phase de A 1203 secondaire

est détectable par microscopie optique, analyse par diffrac-

tion des rayons X et par microscopie électronique à balaya-

ge D'un autre côté, lorsque la teneur en Al 203 approche 74 % en poids ou moins, le corps optiquement translucide est

susceptible de présenter du verre en tant que phase secon-

daire La phase vitreuse est déterminable par microscopie optique après préparation métallographique de l'échantillon

qui comprend l'attaque à l'acide, et par microscopie élec-

tronique à balayage.

Le corps polycristallin optiquement translucide de la présente invention est de masse volumique théorique,

252 ? 589

16 - c'est-à-dire qu'il a une masse volumique de 3,16 g/cm 3 0,01 ou 3, 17 g/cm 3 0,01, ou une mase volumique de 100 % par rapport à la masse volumique de 3,16 g/cm 3 0,01 ou 3,17 g/cm 3 0,01 pour la mullite La masse volumique peut varier car elle dépend de la composition particulière du présent produit Ce corps fritté optiquement translucide peut avoir de petits pores résiduels mais la porosité n'est pas mesurable par des mesures de densité par déplacement de liquide, c'est-à-dire qu'elle inférieure à 0,05 % en volume

par rapport au volume total du corps fritté.

Le taux de transmission de rayonnement par le

corps optiquement translucide peut être défini par la trans-

mittance, et en particulier la transmittance par diffusion directe, qui est le rapport de l'intensité du faisceau

transmis à l'intensité du faisceau incident pour un-rayonne-

ment de longueur d'onde donnée et une épaisseur donnée d'é-

chantillon Ces variables sont liées par la formule: I/Io = kead

o I et Io sont les intensités des faisceaux transmis et in-

cident, d est est l'épaisseur de l'échantillon, a est le co-

efficient d'absorption et k est une constante qui dépend de l'indice de réfraction du matériau De plus il faut indiquer

l'angle solide du faisceau transmis.

Le corps optiquement translucide de la présente invention a une transmittance par diffusion directe minimale moyenne de 70 % par 0,75 mm d'épaisseur pour les longueurs

d'ondes visibles comprises entre 0,4 micromètre et 0,8 mi-

cromètre

Dans les exemples ci-après, sauf indication con-

traire, on a suivi la procédure ci-après:

On a effectué la calcination dans l'air à la pres-

sion atmosphérique.

On a fait les mesures de surface spécifique par

des techniques d'adsorption dans l'azote à basse température.

On a effectué le frittage dans un four à résistan-

17 - ce de molybdène bobinée constitué d'un tube d'alumine dense à extrémités ouvertes ayant un diamètre intérieur (DI) de

1,9 cm ou 5 cm.

On a mesuré et réglé la température au moyen d'un thermocouple W 5 %Re, W 26 %Re contenu dans une gaine protec-

trice en saphir On a aussi effectué les mesures de tempéra-

ture par observation directe de l'échantillon avec un pyro-

mètre optique.

A la fin de chaque frittage, on coupait le courant et on laissait le corps fritté refroidir à la température

ambiante dans le four.

On a déterminé la masse volumique apparente de la poudre ainsi que de chaque comprimé à partir de leurs poids

et dimensions.

On a déterminé la masse volumique du corps opti-

quement translucide par déplacement d'eau en utilisant le

procédé d'Archimède.

Le frittage a été effectué à la pression atmosphé-

rique dans l'oxygène en circulation.

Le retrait est le retrait linéaire (AL/Lo (%)), et c'est la différence de longueur entre le corps non fritté, c'est-à-dire le comprimé, et le corps fritté, L, divisé par la longueur du comprimé, Lo Ce retrait est une indication

du degré de densification.

On a obtenu les masses volumiques sur les corps

frittés bruts de calcination.

On a déterminé la composition de phases des échan-

tillons frittés par des techniques métallographiques stan-

dard en utilisant la microscopie optique.

On a effectué les mesures de transmission par dif-

fusion directe sur les corps optiquement translucides à

l'aide d'un spectrophotomètre Perkin Elmer modèle 330 en u-

tilisant une sphère d'intégration de 60 mm de diamètre On

plaçait le corps de manière reproductible dans la même posi-

tion à chaque fois en appuyant le corps contre l'ouverture.

18 - On a déterminé la transmittance par diffusion directe avec

un angle solide du faisceau transmis de 120 à 180 .

On a également fait des mesures de transmission

spéculaire directe sur des corps frittés avec un spectropho-

tomètre Perkin Elmer 330 en utilisant une ouverture de 0,95

cm et en plaçant le corps au centre du compartiment porte-

échantillon On a déterminé la transmittance spéculaire di-

recte avec un angle solide autour du faisceau transmis infé-

rieur à 2 .

Exemple l

On a mélangé à température ambiante du butoxyde secondaire d'aluminium avec du silicat_ d'éthyle pour former

une solution de rapport Ai 203/Si O 2 voulu, et on a ain-

si formé différentes solutions de rapport varié, c'est-à-di-

re 73-77 % en poids de A 1203/complément Si O 2.

On a dilué chaque solution de 600 g avec 1 litre de cyclohexane On a mélangé un mélange compose de quantités

équivalentes d'eau et d'alcool ter-butylique avec chaque so-

lution en une quantité qui a été calculée pour fournir suf-

fisamment d'eau pour l'hydrolyser complètement et former une dispersion d'un précipité de polymère insoluble du support A 1203/Si O 2 À On a agité chaque solution pendant une nuit à température ambiante pour assurer une homogénéité totale, puis on a séparé par filtration le précipité, c'est-à-dire le gel On a lavé le gel trois fois avec du cyclohexane pour

en éliminer l'alcool On a séché par cryogénation le gel ré-

sultant pour produire une poudre informe, libre et onctueu-

se On a répété cette procédure plusieurs fois pour produire

plusieurs lots de poudre.

On a calciné les poudres dans l'air à des tempéra-

tures comprises entre 490 C 1100 C pendant des périodes comprises entre 8 et 20 heures pour éliminer sa teneur en eau et en hydrocarbures de sorte qu'il n'en reste aucune

quantité notable.

19 - La poudre calcinée était onctueuse, libre, informe et amorphe à l'analyse par diffractions des rayons-X La poudre non calcinée, ainsi que la poudre calcinée, avait une surface spécifique comprise entre 100 m 2/g et 400 m 2/g, et typiquement 400 m 2/g et elle avait une masse volumique apparente comprise entre environ 0,2 g/cm 3 et environ 0,3 g/cm

La poudre calcinée était comprimable dans une ma-

trice d'acier à température ambiante sous une pression d'en-

viron 3447 bars ( 50000 psi) en un comprimé ayant une masse

volumique minimale de l,Og/cm 3.

Exemple 2

On a dispersé dans l'eau du monohydrate d'alumi-

nium de granulométrie moyenne de 200 nanomètres pour former une dispersion colloïdale Précisément, la concentration

était de lg de Al O(OH); 8 g de H O On effectuait la dis-

persion en ajoutant HNO 3 pour obtenir un p H de 3 à 4 On a broyé avec des billes la dispersion de Al O(OH) pendant une nuit et enlevé du broyeur En attendant 24 heures ou plus

une petite partie du Al O(OH) se déposait à partir de la dis-

persion et était éliminée par filtrage de la solution limpi-

de.

On a effectué l'analyse gravimétrique de la dis-

persion de Al O(OH) pour déterminer exactement la concentra-

tion en Al 203 On a alors ajouté du silicate d'éthyle (Si(OC 2 H 5)4) pour produire un mélange ayant le rapport

A 1203/Si O 2 voulu, et on a ainsi formé plusieurs mélan-

ges de rapport différent, c'est-à-dire 69,9 % en poids 79,1 %

en poids A 1203/complément Si O 2.

On a vigoureusement agité chaque mélange à la tem-

pérature ambiante pendant plusieurs heures jusqu'à ce que le silicate d'éthyle soit totalement hydrolysé, et ensuite on a placé chaque mélange dans un mélangeur à grande vitesse et on a ajouté de l'ammoniaque jusqu'à ce que la dispersion soit gélifiée Typiquement 3 à 6 cm de NH 4 (OH) étaient -

nécessaires pour chaque litre de dispersion.

On a congelé chaque gel résultant et ensuite on a dégelé à la température ambiante ce qui a transformé le gel

en une dispersion filtrable.

On a oté par filtration les particules de gel de la solution et on a lavé avec du méthanol et de l'acétone

anhydres successivement pour enlever toute l'eau des parti-

cules avant séchage.

On a séché le gel non aqueux résultant à 2000 C

dans l'air pour produire la présente poudre de départ, li-

bre, onctueuse et blanche Habituellement, on tamise cette poudre avec un tamis de 0,42 mm d'ouverture de maille pour

briser ou oter tout agrégat.

On a répété cette procédure plusieurs fois pour

produire plusieurs lots de poudre.

On a calciné les poudres de départ, c'est-à-dire cuit, dans l'air à des températures comprises entre 4901 C et 1100 WC pendant le temps nécessaire pour en éliminer l'eau et

les hydrocarbures afin de n'en laisser aucune quantité nota-

ble.

La poudre calcinée était onctueuse, s'écoulait li-

brement, était informe et amorphe à l'analysse par diffrac-

tion des rayons-X, avait une surface spécifique comprise en-

tre 100 m 2/g et 400 m 2/g, typiquement 400 m 2/g,et une mase volumique apparente d'environ 0,2 g/cm 3 à environ 0,3 g/cm

La poudre calcinée était comprimable dans une ma-

trice d'acier à la température ambiante sous une pression d'environ 3447 bars ( 50 000 psi) en un comprimé ayant une masse volumique minimale de 1, 0 g/cm

Exemple 3

On a préparé de la même manière que dans l'exemple 2 une poudre d'aluminosilicate constituée de 75 % en poids de A 1203/complément Sio 2 On a calciné chaque poudre à 6000 C dans l'air pendant environ 8 heures On a analysé une 21 - partie de la poudre calcinée par analyse chimique par voie humide et on a trouvé qu'elle se composait de 75 % en poids

de A 1203 et 25 % en poids de Si O 2.

Le pourcentage pondérai d'impuretés déterminé par spectroscopie d'émission de la poudre calcinée était: 0,02

Na, 0,01 Fe,< 0,004 Ca, 0,07 Ti.

On a comprimé la poudre calcinée dans une matrice d'acier à température ambiante à une pression de 5171 bars ( 75 000 psi) en un disque de 2,54 cm de diamètre et de 0,10 cm d'épaisseur et en un disque de 2,54 cm de diamètre et de 0,15 cm d'épaisseur Chaque disque avait une masse volumique

à vert de 1,2 g/cm 3.

On a précalciné les deux disques dans l'air à la pression atmosphérique à 10000 C pendant 12 heures On a noyé et complètement recouvert les disques précalcint' S résultants avec de la poudre de mullite dans un creuset d'alumine et

calciné sous un vide de 6,66 Pa ( 0,05 Torr) pendant 90 minu-

tes à 16200 C pour produire des disques imperméables aux gaz.

On a examiné aux rayons-X les disques i Mperméables aux *gaz calcinés résultants On pouvait détecter une phase secondaire de A 1203 dans chaque disque seulement pour la sensibilité la plus élevée du diffractomètre et elle était

limitée à leurs régions superficielles.

On a coupé un disque par la moitié On a noyé et recouvert complètement une de ces moitiés de disque avec de

la poudre de mullite et on a fritté dans de l'argon en cir-

culation sous une atmosphère à 18000 C pendant une heure le

demi disque résultant, brut de frittage, non poli, était op-

tiquement translucide et présentait une légère coloration

grise.

On a fritté l'autre demi disque dans l'air en cir-

culation sous une atmosphère à 18000 C pendant 3 heures le

demi disque résultant, brut de frittage, non poli, était op-

tiquement translucide et présentait une légère coloration

grise.

22 -

On a fritté l'autre demi disque dans l'air en cir-

culation sous une atmosphère à 1800 WC pendant 3 heures Le

demi disque résultant, brut de frittage, non poli, était op-

tiquement translucide.

Ces deux demi disques frits illustrent la pré- sente invention et chacun serait utile comme enceinte pour un tube à arc leur translucidité optique indiquait qu'ils étaient denses à 100 % cet que le disque initial calciné sous

vide était à porosité fermée et imperméable aux gaz lors-

qu'on plaçait chaque demi disque contre un journal, on pou-

vait en lire l'impression à l'oeil anu Egalement, la trans-

lucidité optique des deux demi disques était équivalente et

on ne pouvait pas la diúférencier à l'oell.

Exemple 4

On a utilisé le second dinue imperméable aux gis calciné sous vide, mais non fritt Me l'exemple 3 On a noyé le disque et recouvert compltement avec de la poudre de mullite dans un creuset d'alumine et on l'a fritté dans l'argon sous une atmosphère à 18001 C pendant une heure et

ensuite refroidi au four jusqu'à la Température ambiante.

Le disque brut de frittage, non poli, était opti-

quement translucide et serait utile cowmte enceinte de tube à arc. Lorsqu'on le posait sur un journal imprimé, on

pouvait lire l'impressioon à l'oeil nu Sa translucidité op-

tique indiquait qu'il se composait d'une phase unique de mullite, qu'il était 100 % dense et que le disque calciné sous vide initial était à porosité fermée et imperméable aux gaz. On a découpé en deux le disque fritté avec une scie à diamant On a poli un des demi disques, attaqué dans Na OH concentré bouillant pendant 10 minutes, rincé à l'eau

et séché pour faire apparaître les joints de grains La sur-

face de coupe de ce demi disque attaqué est représentée à la figure 1 qui montre une microstructure grandement uniforme 23 -

et des grains équiaxes très réguliers ayant une granulomé-

trie moyenne d'environ 9 micromètres telle que mesurée par la méthode d'interception linéaire En outre, la figure 1 montre que la microstructure se compose d'une phase unique de mullite sans quantité notable de phase secondaire présen-

te On peut également voir dans la microstructure de la fi-

gure 1, un petit nombre de pores intragranulaires, de 2 mi-

cromètres ou moins.

On a poli l'autre demi disque sur ses deux faces à

un épaisseur de 0,76 mm On a effectué et représenté en fi-

gure 6 un examen de la transmittance optique dans le domaine visible du spectre électromagnétique du demi disque poli La figure 4 montre une transmittance diffuse directe allant de

* 68 % environ à 72 % environ dans le spectre visible de 0,4 mi-

cromètres à 0,8 micromètres La figure 4 montre également la transmittance spéculaire directe de ce disque comme étant de

4 % à 6 % environ.

A titre de témoin, la figure 4 indique la trans-

mittance diffuse directe obtenue avec du saphir de 0,76 mm

d'épaisseur.

Exemple 5

On a préparé une poudre d'aluminosilicate consti-

tuée de 75 % en poids de A 1203, 25 % en poids de Si O 2, calciné dans l'air, et comprimé la poudre calcinée en un

disque de la même manière qu'à l'exemple 3.

Le disque comprimé vert avait 2,54 cm de diamètre, environ 0,1 cm d'épaisseur et une masse volumique de

1,2 g/cm 3.

On a calciné le disque dans l'oxygène à la pres-

sion atmosphérique à 16500 C pendant une heure et laissé en-

suite refroidir dans le four jusqu'à la température ambiante

pour produire un corps imperméable aux gaz.

Le corps calciné, qui était opaque, a été fritté dans l'air sous la pression atmosphérique à 1800 WC pendant 3

heures et ensuite refroidi dans le four jusqu'à la tempéra-

24 - ture ambiante le disque fritté résultant avait environ

0,19 cm de diamètre et 0,76 mm d'épaisseur.

Le disque fritté était optiquement translucide et serait utile dans son état brut de frittage non poli comme enceinte de tube à arc lorsqu'on le posait sur un journal

imprimé, on pouvait lire l'impression à l'oeil nu Sa trans-

lucidité optique indiquait qu'il se composait d'une phase

unique de mullite, qu'il était 100 % dense et que la calcina-

tion dans l'oxygène avait produit un corps imperméable aux

gaz.

On a poli le disque fritté et attaqué de la même

manière que dans l'exemple 4 pour enlever une partie impor-

tante de la surface du disque et montrer une microstructure de coupe la surface attaquée est illustrée figure 2 qui montre une microstructure grandement uniforme et des grains équiaxes très réguliers qui ont une granulométrie moyenne de

16 micromètres telle que mesurée par la méthode d'intercep-

tion linéaire la figure 2 montre également que la micros-

tructure se composait d'une phase unique de mullite sans

quantité notable de phase secondaire présente.

Exemple 6

On a préparé une poudre d'aluminosilicate consti-

tuée de 74 % en poids de Al 203/26 %en poids de Si O 2 calciné dans l'air, et comprimé la poudre calcinée en un

disque de la même manièrequ'à l'exemple 3.

Le disque comprimé vert avait 2,54 cm de diamètre, environ 0,lcm d'épaisseur et une masse volumique de 1,2 g/cm

On a calciné le disque dans l'oxygène à la pres-

sion atmosphérique à 1650 WC pendant une heure et laissé en-

suite refroidir dans le four jusqu'à la température ambiante

pour produire un corps imperméable aux gaz.

Le corps calciné, qui était opaque, a été fritté dans l'air sous la pression atmosphérique à 1800 WC pendant 3

heures et ensuite refroidi dans le four jusqu'à la tempéra-

- ture ambiante le disque fritté résultant avait environ

0,19 cm de diamètre et 0,76 mm d'épaisseur.

Le disque fritté résultant était optiquement translucide et serait utile dans son état brut de frittage, non poli, comme enceinte de tube à arc lorsqu'on le posait sur un journal imprimé, on pouvait lire l'impression à

l'oeil nu Sa translucidité optique indiquait qu'il se com-

posait d'une phase unique de mullite, qu'il était 100 % dense et que la calcination dans l'oxygène avait produit un corps

imperméable aux gaz.

On a poli le disque fritté et attaqué de la même

manière que dans l'exemple 5 pour enlever une partie impor-

tante de la surface du disque et montrer une infrastructure de coupe La surface attaquée est illustrée à la figure 3 qui montre une microstructure à grains colonnaires ainsi qu'à grains équiaxes La translucidité optique de ce disque

indiquait qu'il se composait d'une phase unique de mullite.

Cependant l'examen de sa microstructure indiquait qu'il y

avait une petite quantité non significative de phase vitreu-

se présente.

Exemple 7

On a préparé une poudre d'aluminosilicate consti-

tuée de 75 % en poids de A 1203/25 % en poids de Si O 2, calciné dans l'air, et comprimé la poudre calcinée en un disque de la même manière qu'à l'exemple 3, excepté qu'on a

utilisé une pression de 6895 bars ( 100 OO Opsi).

On a produit deux disques comprimés verts, ayant chacun 2,54 cm de diamètre, environ 0,1 cm d'épaisseur et une masse volumique de 1,3 g/cm On a calciné les disques dans l'oxygène à la pression atmosphérique à 16000 C pendant une heure et laissé

ensuite refroidir dans le four jusqu'à la température am-

biante pour produire un corps imperméable aux gaz.

Ces disques présentaient un retrait de 25 % Ils

étaient blancs et opaques, non absorbants, c'est-à-dire im-

26 - perméable aux gaz, et avaient une masse volumique mesurée

par la méthode du déplacement de 3,11 g/cm 3 On les trans-

ferait dans un four chauffé' au gaz semblable à un four de type industriel, et on les recalcinait à 1820 25 C pendant 2 heures, c'est-àdire, on les frittait dans l'air à la

pression atmosphérique à 1820 25 C pendant 2 heures.

Chacun des disques frittés, bruts, non polis, ré-

sultants était optiquement translucide et serait utile comme enceinte de tube à arc Chacun des disques frittés avait une

masse volumique de 3,16 g/cm 3 et une transmission de lu-

mière équivalente aux disques de meme composition qui

avaient été frittés dans l'oxygène.

Tels qu'utilisés ici, les termes transmission et

transmittance sont équivalents.

27 -

Claims (8)

REVENDICATION

1 Procédé de production d'un corps de mullite po-

lycristallin optiquement translucide caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une poudre amorphe, informe, d'oxydes mélangés constituée d'environ 74 % en poids à environ 76,5 % en poids de A 1203 le reste étant Si O 2 qui ne renferme pas de quantités significatives d'impuretés, cette poudre étant comprimable au voisinage de la température ambiante en un comprimé ayant une masse volumique minimum de 1,0 g/cm 3,

à comprimer cette poudre en un comprimé ayant une masse vo-

lumique minimum de l,Og/cm 3, à calciner le comprimé à une

température qui n'a pas d'effet nuisible notable sur le com-

primé dans l'oxygène ou sous un vide allant de 6,66 à

133,3 Pa ( 0,05 Torr à 1,0 Torr) pour produire un comprimé im-

perméable aux gaz, et à fritter ce comprimé imperméable aux

gaz dans une atmosphère choisie parmi l'air, l'argon, l'hé-

lium, l'azote et leurs mélanges, à une température comprise

entre 1700 C et 1850 C pour produire un corps fritté opti-

quement translucide de masse volumique théorique basée sur la masse volumique de 3,16 g/cm 3 0,01 ou 3,17 g/cm 3

0,01 pour ce corps de mullite.

2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que A 1203 représente d'environ 74,5 % à environ 75,5 %

en poids.

3 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la poudre d'oxydes mélangés a une surface spécifique

d'environ 100 m 2/g à environ 400 m 2/g.

4 Corps d'aluminosilicate polycristallin optique-

ment translucide constitué d'environ 74 % en poids à environ

76,5 % en poids de A 1203 le reste étant Si O 2, à l'exce-

ption de la composition 76 % A 1203/24 % Si O 2.

Corps de mullite polycristallin optiquement translucide constitué d'environ 74 % en poids à environ 76,5 % en poids de A 1203 le reste étant Si O 2 à l'exception de 28 - la composition 76 % A 1203/24 % Si O 2 6.Corps de mullite polycristallin optiquement translucide constitué d'environ 74 % en poids à environ 76,5 % en poids de A 1203 le reste étant Si O 2 à l'exception de la composition 76 % A 1203/24 % Si O 2,ce corps étant de masse volumique théorique basée sur une masse volumique de 3,16 g/cm 3 0,01 ou 3,17 g/cm 3 0,01, ce corps allant

d'une phase unique de mullite à une phase primaire de mulli-

te et une phase secondaire représentant moins de 1 % en volu-

me du volume total du corps.

7 Corps selon la revendication 6, caractérisé en ce que la phase secondaire est A 1203 8 Corps selon la revendication 6, caractérisé en

ce que la phase secondaire est du verre.

9 Corps de mullite polycristallin optiquement translucide constitué d'environ 74 % en poids à environ 76,5 % en poids de A 1203 le reste étant Si O 2, à l'exception de la composition 76 % A 1203/24 % Si O 2, ce corps ayant une microstructure formée de grains équiaxes ou fortement équiaxes, ce corps étant de masse volumique théorique basée sur une masse volumique de 3,16 g/cm 3 0,01 ou 3,17 g/cm 3 0,01, ce corps allant d'une phase unique de

mullite à une phase primaire de mullite et une phase secon-

daire représentant moins de 1 % en volume du volume total du

corps.

Corps optiquement translucide selon la reven-

dication 9, caractérisé en ce que la phase secondaire est

A 1203.

11 Corps optiquement translucide selon la reven-

dication 9, caractérisé en ce que la phase secondaire est du verre. 12 Corps de mullite polycristallin optiquement translucide constitué d'environ 74 % en poids à environ 74,5 % de A 1203 le reste étant Si O 2, à l'exception de la composition 76 % A 1203/24 % Si O 2, ce corps ayant une 29 -

microstructure allant d'une microstructure à grains colon-

naires à une microstructure à grains équiaxes et leurs com-

binaisons, ce corps étant de masse volumique théorique basée sur une masse volumique de 3,16 g/cm + 0,01 ou 3,17 g/cm 3 + 0,01, ce corps allant d'une phase unique de

mullite à une phase primaire de mullite et une phase secon-

daire représentant moins de 1 % en volume du volume total du corps. 13 Corps selon la revendication 12, caractérisé

en ce que la phase secondaire est du verre.

14 Corps de mullite polycristallin optiquement transparent constitué d'environ 74,5 % en poids à environ

,5 % en poids de A 1203, le reste étant Si O 21 à l'ex-

ception de la composition 76 % A 1203/24 % Si O 2, ce corps ayant une microstructure grandement uniforme formée de grains équiaxes ou grandement équiaxes, ce corps étant de masse volumique théorique basée sur une masse volumique de 3,16 g/cm 3 + 0,01 ou 3,17 g/cm 3 + 0,01 pour ce corps de

mullite, ce corps étant constitué d'une phase unique de mul-

lite.

Procédé de production d'un corps de mullite polycristallin optiquement translucide caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une poudre amorphe, informe,

d'oxydes mélangés constituée d'environ 74 % en poids à envi-

ron 76,5 % en poids de A 1203 le reste étant Si O 2, cal-

ciner la poudre dans l'air à une température allant d'envi-

ron 4900 C à environ 1100 C pour en enlever l'eau et toute matière organique et n'en laisser aucune quantité notable pour produire une poudre informe et amorphe qui ne renferme pas de quantités significatives d'impuretés, cette poudre étant comprimable au voisinage de la température ambiante en un comprimé ayant une masse volumique minimum de 1,Og/cm

à comprimer cette poudre en un comprimé ayant une masse vo-

lumique minimum de l,Og/cm 3, à calciner le comprimé à une

température qui n'a pas d'effet nuisible notable sur le com-

- primé dans l'oxygène ou sous un vide allant de 6,66 à

133,3 Pa ( 0,05 Torr à 1,0 Torr) pour produire un comprimé im-

perméable aux gaz, et à fritter ce comprimé dans une atmos-

phère d'oxygène à une température comprise entre 1700 C et 1850 C pour produire un corps fritté de masse volumique thé- orique basée sur la masse volumique de 3,16 g/cm 3 0,01 ou

3,17 g/cm 3 0,01 pour ce corps de mullite.