Pierwszenstwo: 25.07.1972 (P. 156914) Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 19.05.1975 75884 KI. 80b, 8/16 MKP C04b 35/14 CZYTELNIA Urzedu Palentowr-n- Nitkuj lieczlpospt! i| l Twórcawynalazku: Maciej Wilgocki Uprawniony z patentu tymczasowego: Centralne Laboratorium Optyki, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania spieków ceramicznych zwlaszcza do produkcji szkiel laserowych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania spieków ceramicznych przeznaczonych w szczególnosci do wytwarzania tygli do produkcji szkiel laserowych, oznaczajacych sie duza odpornoscia na korozje.Spieki ceramiczne znajduja ostatnio coraz wieksze zastosowanie w technice wytwarzania szkiel laserowych jako tygle do wytapiania wsadów szklarskich. Dzieki swym wlasnosciom fizykochemicznym wykazuja szereg zalet w porównaniu z tyglami platynowymi. Platyna bowiem w temperaturach wytapiania szkla utlenia sie i pa¬ ruje w postaci Pt02, a nastepnie rozklada na Pt i 02. Tlen ulatnia sie do atmosfery pieca, zas platyna pozostaje wewnatrz masy szklanej i w czasie procesów homogenizacji ulega rozproszeniu w calej objetosci tej masy. Zawie¬ sina ta tworzy osrodki mikroniejednorodnosci, gdyz nie rozpuszcza sie we szkle. W czasie akcji laserowej juz przy sredniej mocy promieniowania rezonator wykonany z takiego szkla ulega zniszczeniu. Wada ta dyskwalifikuje tygle platynowe w zastosowaniu do produkcji szkiel laserowych.Znane sa sposoby wytwarzania spieków ceramicznych oparte na tlenku glinowym A1203, zawierajace ponad 95% tego surowca wiazanego lepiszczem mineralnym jak, np. kaolinit i montmorylonit.Zasadnicza wada tych znanych sposobów wytwarzania spieków jest fakt, ze wytworzone spieki ulegaja stosunkowo latwo korozji szkiel zawierajacych niedobór tlenków szklotwórczych, skutkiem czego pewna czesc materialu tygla ulega rozpuszczeniu w szkle. Proces ten wymaga stosowania bardzo czystych surowców, nie zawierajacych zwlaszcza zwiazków zelaza, co podraza koszty wytwarzania. Na koszty te wplywa równiez zasad¬ niczo wysoka temperatura wypalu, wynoszaca okolo 2000°C, trudna do uzyskania na skale techniczna, a takze wysoka porowatosc materialu, dochodzaca do 25%, uniemozliwiajaca dokonania kilkakrotnych wytopów wjed¬ nym tyglu. Inna niedogodnoscia wytworzenia spiekówjest fakt, ze produkty korozji tygla powoduja mikrokrysta- lizacje niektórych skladów wytapianego szkla. Powstawanie mikrokrysztalów nie wplywa tak mocno na po- goroszenie wytrzymalosci termomechanicznej rezonatora laserowego jak zawiesina platyny, nie mniej mocno ogranicza sprawnosc generatora.Celem wynalazku jest usuniecie tych wad, a zadaniem technicznym- opracowanie sposobu wytwarzania spieków odpornych na korozje róznego rodzaju szkiel laserowych spiekanych w temperaturach technologicznie dostepnych, nie przekraczajacych 1500°C.75884 Sposób wedlug wynalazku polega na spiekaniu w temperaturze do 1500°C mieszaniny proszków o granu¬ lacji ponizej 0,2 mm, zawierajacej nastepujace skladniki w procentach wagowych: Si02 25^60, Al203 (H40, Zr02 (KIO, Sn02 (K20, B2Ti04 OHO, przy czym do mieszaniny jako lepiszcze wprowadza sie bezalkalicznc szkla boranowo-krzemianowe, lub fosforanowo-krzemianowe lub krzemianowe w ilosci 2-^5% wagowych i dodat¬ kowo plastyfikator skladajacy sie z A1203 i Si02 w ilosci 35-^58% wagowych.Dzieki malej porowatosci i duzej wytrzymalosci termicznej tygle wykonane ze spieków ceramicznych wedlug wynalazku moga byc kilkakrotnie uzywane do wytopu.Zastosowanie wynalazku przedstawiono w przykladach: Przyklad 1. Spiek odporny na dzialanie szkiel fosforanowych i fosforanowo-krzemianowych - Si02 - 45% wagowych A1203 — 5% wagowych lepiszcza — 2% wagowych plastyfikator — 48% wagowych lepiszcze jest wprowadzane w postaci szkla fosforanowo-krzemianowego o skladzie: Si02 - 29% wagowych P205 - 51 % wagowych B203 - 53% wagowych Al203 '- 14% wagowych BaO — 3% wagowych Przyklad 2. Spiek odporny na dzialanie szkiel krzemianowych zawierajacych optymalne ilosci tlen¬ ków szklotwórczych Si02 - 25% wagowych Al203 - 25% wagowych lepiszcze - 5% wagowych plastyfikator -45% wagowych lepiszcze wprowadzane jest w postaci szkla boranowo-krzemianowego w skladzie: Si02 - 46% wagowych B203 — 10% wagowych Al203 - 12% wagowych BaO — 13% wagowych ZnO - 12% wagowych CaO - 7% wagowych Przyklad 3. Spiek odporny na dzialanie szkiel krzemianowych o niedoborze tlenków szklotwór¬ czych: A1203 -40% wagowych Zr02 — 5% wagowych Ba2Ti04 — 5% wagowych lepiszcze — 3% wagowych plastyfikator — 47% wagowych lepiszcze wprowadzane jest w postaci szkla boranowo-krzemianowego w skladzie: Si02 -31% wagowych B203 - 19% wagowych A1203 — 1% wagowych BaO — 49% wagowych Przyklad 4. Spiek odporny na dzialanie szkiel krzemianowych o wysokim niedoborze tlenków szklo¬ twórczych Al203 - 20% wagowych Sn02 - 20% wagowych Ba2T104 -10%wagowych lepiszcze — 3% wagowych plastyfikator - 47% wagowych lepiszcze wprowadzane jest w postaci szkla krzemianowego o skladzie: Si02 - 50% wagowych Ti02 -20% wagowych La203 - 10% wagowych BaO - 20% wagowych75 884 3 PL PL