第19期
单晶培育装置用氧化钇稳定二氧化锆质耐火材料
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期号 : 2010 年, 第19期
内容简介

    单晶培育需要在气氛条件严格控制的高温装置内进行。在进行单晶培育过程中,气体的洁净度需要特别关注,因为,即使在培育装置内气体介质中引入最少量的无关杂质,都会导致所培育的单晶体性能的恶化,首先影响的是单晶体的光学技术性能。因此,在单晶培育装置内时用的耐火材料,在高达2 450 ℃的高温条件下应具有高的化学稳定性能和抗升华能力。
    与CaO、MgO稳定的ZrO2耐火材料相比,Y2O3稳定的ZrO2耐火材料的优点是除了耐火度高、热导率低之外,其高的抗升华能力随着温度的升高变化很小。此外,Y2O3稳定的ZrO2立方固溶体无论在低温下还是在高温下均具有最稳定的性能,因为Y3+阳离子的粒径要比Zr4+阳离子的大10%~20%,而电荷较小。根据凯勒理论,固溶体的稳定性按如下顺序递减:ZrO2(Y2O3)→ZrO2(CaO)→ZrO2(MgO)。
    近几年,乌克兰耐火材料研究院对这一类耐火材料进行了研究,根据所得的研究结果,开发生产出了由10% Y2O3稳定(牌号为ЦИС-1Т)的和22%~25% Y2O3稳定的(牌号为ЦИС-2)电熔二氧化锆制成的抗热震耐火材料,并为这种耐火材料的配方申请了乌克兰专利。这种产品专门用于单晶体培育装置的内衬。
    根据所开发的生产工艺,乌克兰耐火材料研究院生产出了一批高耐火度的Y2O3稳定ZrO2质制品,产品包括多种形状和型号:坩埚形、盖子形、圆柱形、扇形和薄板形,此外还有带有锁扣的各种形状的制品。生产的这些高性能产品已经成功应用于乌克兰、俄罗斯、加拿大和中国等国内外企业的单晶体培养装置上。
(编译自俄刊《新型耐火材料》2010,№4)

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