Способ получения композиционного керамического материала (варианты)

Способ получения композиционного керамического материала (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Группа изобретений относится к способам создания люминесцентного наноструктурного композиционного керамического материала на основе альфа-оксида алюминия и алюмомагниевой шпинели, который может быть использован при разработке светодиодов, других светоизлучающих и светосигнальных устройств (например, светофоров), излучающих определенный цветовой тон видимого спектра.

Люминесцентные наноструктурные композиционные керамические материалы на основе оксида алюминия, имеющие большую ширину запрещенной зоны, обладают потенциальной возможностью для создания в них оптически активных дефектных центров с различными люминесцентными характеристиками. Квантово-размерные ограничения, проявляющиеся при протекании электронных процессов в наноструктурных материалах, изменяют соотношение излучательных и безызлучательных переходов в сторону увеличения вероятности первых, что обеспечивает рост интенсивности люминесценции. Таким образом, наноструктурная алюмооксидная керамика представляет собой перспективную основу для создания эффективных люминесцирующих материалов.

Известен способ получения люминесцентного наноструктурного композиционного керамического материала на основе оксида кремния, включающий синтез нанокристаллического порошка оксида алюминия путем гидролиза исходного вещества с последующей сушкой, распределение порошка оксида алюминия в оксиде кремния и последующее выдерживание при температуре 1150°С в течение двух часов [L. El Mir, A.Amiouk and С.Barthou, Journal of Physics and Chemistry of Solids, Volume 67, Issue 11, November, 2006, pp.2395-2399]. Результатом применения способа является наноструктурный композиционный керамический материал, содержащий нанокристаллы оксида алюминия Al₂O₃, распределенные в золь-гель матрице оксида кремния. Указанный материал обеспечивает фотолюминесценцию в диапазонах 400÷600 и 700÷900 нм.

Недостатком способа является то, что полученный люминесцентный наноструктурный композиционный керамический материал обладает низкой интенсивностью излучения, распределением излучения в двух широких диапазонах спектра (от фиолетового до красного в видимой области), то есть отсутствием определенности цветового тона излучения, а также расположением длинноволнового края полосы свечения в инфракрасной области спектра, что снижает эффективность полезного действия люминесценции материала для видимой части спектра.

Известен способ изготовления люминесцентного монокристалла альфа-оксида алюминия α-Al₂O₃ с включениями магния и углерода [патент США №6846434; а также Mark S. Akselrod, Anna E. Akselrod, Radiation Protection Dosimetry, 2006, 119(1-4), pp.218-221] путем смешивания порошков оксида алюминия и алюмомагниевой шпинели, их расплавления и кристаллизации в атмосфере, включающей углерод. Полученный материал обеспечивает фотолюминесценцию в диапазоне 700÷800 нм с максимумом при 750 нм и шириной спектра более 150 нм.

Недостатками этого способа являются недостатки получаемого материала: низкая интенсивность излучения, сравнимая по величине с интенсивностью возбуждающего облучения, и расположение части излучаемого спектра в инфракрасной области, что снижает эффективность полезного действия для видимой части спектра.

Известен также способ получения керамического материала на основе оксида алюминия из шихты, содержащей более 90 мас.% оксида алюминия, 2,1 мас.% оксида кремния, 0,38 мас.% оксида магния и 2,1 мас.% оксида кальция, включающий прессование шихты под давлением 1250 кг/см² и последующий ее обжиг при температуре 1100÷1300°С со скоростью подъема температуры 50÷70 град/час и выдержкой при конечной температуре в течение 1 часа [патент России №2052422]. Полученный по этому способу материал относится к поддающимся обработке резанием конструкционным низкотеплопроводным электроизоляционным материалам, предназначенным для работы в условиях интенсивных тепловых потоков при высоких температурах и не является наноструктурным материалом.

Известен способ изготовления люминесцентного порошкового материала, включающего оксид алюминия, а также кремний и магний [патент России №2194736]. Способ осуществляется путем смешивания оксида алюминия Al₂O₃, оксида кремния SiO₂, карбида магния MgCO₃, а также окислов других элементов, включая окисел редкоземельного элемента. Смесь перетирают в течение двух часов и утрамбовывают до соответствующего уровня плотности. Полученную шихту нагревают от температуры 500°С до температуры 1320°С, при которой выдерживают в течение двух часов в восстановительной атмосфере, после чего охлаждают до 700°С и закаливают охлаждением в проточной воде. После охлаждения шихту разбирают под ультрафиолетовой лампой, отделяют светящиеся частицы и измельчают. Полученный порошковый материал со средними размерами зерен от 15 до 20 мкм используется в качестве фотолюминофора с длительным послесвечением.

Недостатками указанного способа являются: потребность в наборе оксидов разных элементов, включая редкоземельный элемент, повышенная стоимость материала и низкая интенсивность излучения, полученный материал не является наноструктурным.

Известен способ получения корундошпинельной керамики MONALOX-SC [патент России №2054395], включающий приготовление шихты из порошков оксида магния и нитрида алюминия, ее помол, формование заготовок, их сушку и обжиг в кислородсодержащей атмосфере при температуре 1770÷1970°С до прекращения изменений массы заготовок. Получаемый материал предназначен для изготовления изделий разнообразного назначения и имеет структуру с размерами зерен от 3 до 7 мкм. Однако такой материал не является наноструктрурным вследствие увеличенного размера зерен.

Наиболее близким к предложенной группе изобретений является способ получения композиционного керамического материала на основе алюмооксидной керамики в альфа-фазе [патент России №2138461]. Способ включает изготовление исходной композиции со средними размерами частиц от 100 до 5000 нм (предпочтительно от 200 до 5000 нм) путем смешивания порошков альфа-оксида алюминия и других, переходных оксидов алюминия. Эту смесь дополняют спекающими добавками: диоксид кремния, оксид и основной карбонат магния, оксид кальция. Готовят состав для литья (суспензию, шликер), включающий упомянутую смесь, связующее, дисперсионную среду (растворитель), другие добавки. После этого осуществляют формование композиции путем шликерного литья суспензии в форму или на пленочный носитель. Наконец, проводят спекание (термообработку) композиции при температурах от 1400°С до 1650°С в воздушной или восстановительной атмосфере или в вакууме в течение приблизительно 0,5÷5 часов. Полученный материал используется при изготовлении керамических изделий с повышенной точностью размеров и слабым короблением, имеет средний размер частиц порядка 200 нм.

Недостатком указанного способа является получение материала, не являющегося наноструктированным.

Задачей группы изобретений - вариантов способа - является создание наноструктурного композиционного керамического материала, обеспечивающего люминесценцию с высокой интенсивностью излучения в узкой полосе частот видимого спектра, соответствующей одному цветовому тону.

Для решения поставленной задачи предложено двенадцать вариантов способа.

Способ получения композиционного керамического материала по первому варианту основан на изготовлении композиции смешиванием порошковых компонентов, содержащих алюминий, магний и кремний, формовании композиции и ее последующей термообработке при температуре, находящейся в диапазоне, верхний предел которого равен 1650°С, в воздушной атмосфере или в вакууме. Способ отличается тем, что вышеуказанные компоненты представляют собой нанопорошки с размером частиц от 5 до 60 нм, причем алюминий- и магнийсодержащий компонент взят в виде твердого раствора магния в оксиде алюминия (Al_xMg_1-x)₂O₃ (1>х>0,6) в количестве 60÷99 вес.%, предпочтительно 87÷92 вес.%, а кремнийсодержащий компонент взят в виде карбида кремния SiC в количестве 1÷40 вес.%, предпочтительно 8÷13 вес.%, формование композиции осуществляют до достижения относительной плотности 0,3÷0,9, причем термообработку композиции ведут до достижения керамикой относительной плотности не менее 0,6, при этом нижний предел диапазона температур выбран равным 1200°С, а нижний и верхний пределы диапазона времени термообработки выбраны равными соответственно 0,1 мин и 200 ч.

Еще способ получения композиционного керамического материала по первому варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют ее прессованием под давлением 0,2÷2,0 ГПа.

Кроме того, способ получения композиционного керамического материала по первому варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют шликерным литьем, для чего перед указанным литьем композицию в виде смеси порошков твердого раствора магния в оксиде алюминия и карбида кремния преобразуют в суспензию, включающую также, по крайней мере, связующее, пластификатор и дисперсионную среду.

Наконец, способ получения композиционного керамического материала по первому варианту отличается тем, что суспензия содержит смесь порошков твердого раствора магния в оксиде алюминия и карбида кремния в количестве 65÷99,7 вес.%, связующее в количестве 0,1÷15 вес.%, пластификатор в количестве 0,1÷10 вес.% и дисперсионную среду в количестве 0,1÷10 вес.%.

Способ получения композиционного керамического материала по второму варианту основан на изготовлении композиции смешиванием порошковых компонентов, содержащих алюминий, магний и диоксид кремния SiO₂, формовании композиции и ее последующей термообработке при температуре, находящейся в диапазоне, верхний предел которого равен 1650°С, в воздушной атмосфере или в вакууме. Отличается тем, что в качестве вышеуказанных компонентов композиции используют нанопорошки с размерами частиц от 5 до 60 нм, причем алюминий- и магнийсодержащий компонент взят в виде твердого раствора магния в оксиде алюминия (Al_xMg_1-x)₂O₃ (1>х>0,6) в количестве 60÷99 вес.%, предпочтительно 87÷92 вес.%, а компонент, содержащий диоксид кремния, взят в количестве 1÷40 вес.%, предпочтительно 8÷13 вес.%, формование композиции осуществляют до достижения относительной плотности 0,3÷0,9, причем термообработку композиции ведут до достижения керамикой относительной плотности не менее 0,6, при этом нижний предел диапазона температур выбран равным 1200°С, а нижний и верхний пределы диапазона времени термообработки выбраны равными соответственно 0,1 мин и 200 ч.

Еще способ получения композиционного керамического материала по второму варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют ее прессованием под давлением 0,2÷2,0 ГПа.

Кроме того, способ получения композиционного керамического материала по второму варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют шликерным литьем, для чего перед указанным литьем композицию в виде смеси порошков твердого раствора магния в оксиде алюминия и диоксида кремния преобразуют в суспензию, включающую также, по крайней мере, связующее, пластификатор и дисперсионную среду.

Наконец, способ получения композиционного керамического материала по второму варианту отличается тем, что суспензия содержит смесь порошков твердого раствора магния в оксиде алюминия и диоксида кремния в количестве в количестве 65÷99,7 вес.%, связующее в количестве 0,1÷15 вес.%, пластификатор в количестве 0,1÷10 вес.% и дисперсионную среду в количестве 0,1÷10 вес.%.

Способ получения композиционного керамического материала по третьему варианту основан на изготовлении композиции смешиванием порошковых компонентов, первый из которых содержит оксид алюминия Al₂O₃, второй - оксид магния MgO, a третий компонент содержит кремний, формовании композиции и ее последующей термообработке при температуре, находящейся в диапазоне, верхний предел которого равен 1650°С, в воздушной атмосфере или в вакууме. Отличается тем, что вышеуказанные компоненты представляют собой нанопорошки с размером частиц от 5 до 60 нм, в качестве первого компонента взят оксид алюминия в количестве 50÷98,9 вес.%, предпочтительно 81÷95,9 вес.%, второй компонент взят в количестве 0,1÷10 вес.%, предпочтительно 0,1÷3 вес.%, третий компонент взят в виде карбида кремния SiC в количестве 1÷40 вес.%, предпочтительно 4÷16 вес.%, формование композиции осуществляют до достижения относительной плотности 0,3÷0,9, причем термообработку композиции ведут до достижения керамикой относительной плотности не менее 0,6, при этом нижний предел диапазона температур выбран равным 1200°С, а нижний и верхний пределы диапазона времени термообработки выбраны равными соответственно 0,1 мин и 200 ч.

Еще способ получения композиционного керамического материала по третьему варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют ее прессованием под давлением 0,2÷2,0 ГПа.

Кроме того, способ получения композиционного керамического материала по третьему варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют шликерным литьем, для чего перед указанным литьем композицию в виде смеси порошков оксида магния, оксида алюминия и карбида кремния преобразуют в суспензию, включающую также, по крайней мере, связующее, пластификатор и дисперсионную среду.

Наконец, способ получения композиционного керамического материала по третьему варианту отличается тем, что суспензия содержит смесь порошков оксида магния, оксида алюминия и карбида кремния в количестве 65÷99,7 вес.%, связующее в количестве 0,1÷15 вес.%, пластификатор в количестве 0,1÷10 вес.% и дисперсионную среду в количестве 0,1÷10 вес.%.

Способ получения композиционного керамического материала по четвертому варианту основан на изготовлении композиции смешиванием порошковых компонентов, первый из которых содержит оксид алюминия Al₂O₃, второй - оксид магния MgO, третий - диоксид кремния SiO₂, формовании композиции и ее последующей термообработке при температуре, находящейся в диапазоне, верхний предел которого равен 1650°С, в воздушной атмосфере или в вакууме. Отличается тем, что вышеуказанные компоненты представляют собой нанопорошки с размером частиц от 5 до 60 нм, в качестве первого компонента взят оксид алюминия в количестве 50÷98,9 вес.%, предпочтительно 84÷91,9 вес.%, второй компонент взят в количестве 0,1÷10 вес.%, предпочтительно 0,1÷3 вес.%, третий компонент взят в количестве 1÷40 вес.%, предпочтительно 8÷13 вес.%, формование композиции осуществляют до достижения относительной плотности 0,3÷0,9, причем термообработку композиции ведут до достижения керамикой относительной плотности не менее 0,6 в атмосфере азота или аргона, при этом нижний предел диапазона температур выбран равным 1200°С, а нижний и верхний пределы диапазона времени термообработки выбраны равными соответственно 0,1 мин и 200 ч.

Еще способ получения композиционного керамического материала по четвертому варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют ее прессованием под давлением 0,2÷2,0 ГПа.

Кроме того, способ получения композиционного керамического материала по четвертому варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют шликерным литьем, для чего перед указанным литьем композицию в виде смеси порошков оксида магния, оксида алюминия и диоксида кремния преобразуют в суспензию, включающую также, по крайней мере, связующее, пластификатор и дисперсионную среду.

Наконец, способ получения композиционного керамического материала по четвертому варианту отличается тем, что суспензия содержит смесь порошков оксида магния, оксида алюминия и диоксида кремния в количестве 65÷99,7 вес.%, связующее в количестве 0,1÷15 вес.%, пластификатор в количестве 0,1÷10 вес.% и дисперсионную среду в количестве 0,1÷10 вес.%.

Способ получения композиционного керамического материала по пятому варианту основан на изготовлении композиции смешиванием порошковых компонентов, содержащих алюминий, магний и кремний, формовании композиции и ее последующей термообработке при температуре, находящейся в диапазоне, верхний предел которого равен 1650°С. Отличается тем, что вышеуказанные компоненты представляют собой нанопорошки с размером частиц от 5 до 60 нм, причем алюминий- и магнийсодержащий компонент взят в виде твердого раствора магния в оксиде алюминия (Al_xMg_1-x)₂O₃ (1>х>0,6) в количестве 60÷99 вес.%, предпочтительно 87÷92 вес.%, а кремнийсодержащий компонент взят в виде карбида кремния SiC в количестве 1÷40 вес.%, предпочтительно 8÷13 вес.%, формование композиции осуществляют до достижения относительной плотности 0,3÷0,9, причем термообработку композиции ведут до достижения керамикой относительной плотности не менее 0,6 в атмосфере азота или аргона, при этом нижний предел диапазона температур выбран равным 1200°С, а нижний и верхний пределы диапазона времени термообработки выбраны равными соответственно 0,1 мин и 200 ч.

Еще способ получения композиционного керамического материала по пятому варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют ее прессованием под давлением 0,2÷2,0 ГПа.

Кроме того, способ получения композиционного керамического материала по пятому варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют шликерным литьем, для чего перед указанным литьем композицию в виде смеси порошков твердого раствора магния в оксиде алюминия и карбида кремния преобразуют в суспензию, включающую также, по крайней мере, связующее, пластификатор и дисперсионную среду.

Наконец, способ получения композиционного керамического материала по пятому варианту отличается тем, что суспензия содержит смесь порошков твердого раствора магния в оксиде алюминия и карбида кремния в количестве в количестве 65÷99,7 вес.%, связующее в количестве 0,1÷15 вес.%, пластификатор в количестве 0,1÷10 вес.% и дисперсионную среду в количестве 0,1÷10 вес.%.

Способ получения композиционного керамического материала по шестому варианту основан на изготовлении композиции смешиванием порошковых компонентов, содержащих алюминий, магний и диоксид кремния SiO₂, формовании композиции и ее последующей термообработке при температуре, находящейся в диапазоне, верхний предел которого равен 1650°С. Отличается тем, что вышеуказанные компоненты представляют собой нанопорошки с размером частиц от 5 до 60 им, причем алюминий- и магнийсодержащий компонент взят в виде твердого раствора магния в оксиде алюминия (Al_xMg_1-x)₂O₃ (1>х>0,6) в количестве 60÷99 вес.%, предпочтительно 87÷92 вес.%, а компонент, содержащий диоксид кремния, взят в количестве 1÷40 вес.%, предпочтительно 8÷13 вес.%, формование композиции осуществляют до достижения относительной плотности 0,3÷0,9, причем термообработку композиции ведут до достижения керамикой относительной плотности не менее 0,6 в атмосфере азота или аргона, при этом нижний предел диапазона температур выбран равным 1200°С, а нижний и верхний пределы диапазона времени термообработки выбраны равными соответственно 0,1 мин и 200 ч.

Еще способ получения композиционного керамического материала по шестому варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют ее прессованием под давлением 0,2÷2,0 ГПа.

Кроме того, способ получения композиционного керамического материала по шестому варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют шликерным литьем, для чего перед указанным литьем композицию в виде смеси порошков твердого раствора магния в оксиде алюминия и диоксида кремния преобразуют в суспензию, включающую также, по крайней мере, связующее, пластификатор и дисперсионную среду.

Наконец, способ получения композиционного керамического материала по шестому варианту отличается тем, что суспензия содержит смесь порошков твердого раствора магния в оксиде алюминия и диоксида кремния в количестве 65÷99,7 вес.%, связующее в количестве 0,1÷15 вес.%, пластификатор в количестве 0,1÷10 вес.% и дисперсионную среду в количестве 0,1÷10 вес.%.

Способ получения композиционного керамического материала по седьмому варианту основан на изготовлении композиции смешиванием порошковых компонентов, первый из которых содержит оксид алюминия Al₂O₃, второй - оксид магния MgO, a третий компонент содержит кремний, формовании композиции и ее последующей термообработке при температуре, находящейся в диапазоне, верхний предел которого равен 1650°С. Отличается тем, что вышеуказанные компоненты представляют собой нанопорошки с размером частиц от 5 до 60 нм, в качестве первого компонента взят оксид алюминия в количестве 50÷98,9 вес.%, предпочтительно 81÷95,9 вес.%, второй компонент взят в количестве 0,1÷10 вес.%, предпочтительно 0,1÷3 вес.%, третий компонент взят в виде карбида кремния SiC в количестве 1÷40 вес.%, предпочтительно 4÷16 вес.%, формование композиции осуществляют до достижения относительной плотности 0,3÷0,9, причем термообработку композиции ведут до достижения керамикой относительной плотности не менее 0,6 в атмосфере азота или аргона, при этом нижний предел диапазона температур выбран равным 1200°С, а нижний и верхний пределы диапазона времени термообработки выбраны равными соответственно 0,1 мин и 200 ч.

Еще способ получения композиционного керамического материала по седьмому варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют ее прессованием под давлением 0,2÷2,0 ГПа.

Кроме того, способ получения композиционного керамического материала по седьмому варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют шликерным литьем, для чего перед указанным литьем композицию в виде смеси порошков оксида магния, оксида алюминия и карбида кремния преобразуют в суспензию, включающую также, по крайней мере, связующее, пластификатор и дисперсионную среду.

Наконец, способ получения композиционного керамического материала по седьмому варианту отличается тем, что суспензия содержит смесь порошков оксида магния, оксида алюминия и карбида кремния в количестве в количестве 65÷99,7 вес.%, связующее в количестве 0,1÷15 вес.%, пластификатор в количестве 0,1÷10 вес.% и дисперсионную среду в количестве 0,1÷10 вес.%.

Способ получения композиционного керамического материала по восьмому варианту основан на изготовлении композиции смешиванием порошковых компонентов, первый из которых содержит оксид алюминия Al₂O₃, второй - оксид магния MgO, третий - диоксид кремния, формовании композиции и ее последующей термообработке при температуре, находящейся в диапазоне, верхний предел которого равен 1650°С. Отличается тем, что вышеуказанные компоненты представляют собой нанопорошки с размером частиц от 5 до 60 нм, в качестве первого компонента взят оксид алюминия в количестве 50÷98,9 вес.%, предпочтительно 84÷91,9 вес.%, второй компонент взят в количестве 0,1÷10 вес.%, предпочтительно 0,1÷3 вес.%, третий компонент взят в количестве 1÷40 вес.%, предпочтительно 8÷13 вес.%, формование композиции осуществляют до достижения относительной плотности 0,3÷0,9, причем термообработку композиции ведут до достижения керамикой относительной плотности не менее 0,6 в атмосфере азота или аргона, при этом нижний предел диапазона температур выбран равным 1200°С, а нижний и верхний пределы диапазона времени термообработки выбраны равными соответственно 0,1 мин и 200 ч.

Еще способ получения композиционного керамического материала по восьмому варианту отличется тем, что формование композиции осуществляют ее прессованием под давлением 0,2÷2,0 ГПа.

Кроме того, способ получения композиционного керамического материала по восьмому варианту отличается тем, что формование композиции осуществляют шликерным литьем, для чего перед указанным литьем композицию в виде смеси порошков оксида магния, оксида алюминия и диоксида кремния преобразуют в суспензию, включающую также, по крайней мере, связующее, пластификатор и дисперсионную среду.

Наконец, способ получения композиционного керамического материала по восьмому варианту отличается тем, что суспензия содержит смесь порошков оксида магния, оксида алюминия и диоксида кремния в количестве 65÷99,7 вес.%, связующее в количестве 0,1÷15 вес.%, пластификатор в количестве 0,1÷10 вес.% и дисперсионную среду в количестве 0,1÷10 вес.%.

Способ получения композиционного керамического материала по девятому варианту основан на формовании композиции с использованием порошкового компонента, включающего алюминий, и другого компонента, включающего магний и кремний, и окончательной термообработке полученной композиции при температуре, находящейся в диапазоне, верхний предел которого равен 1650°С, в воздушной атмосфере или в вакууме. Отличается тем, что при формовании композиции в качестве компонента, включающего алюминий, используют нанопорошок с размерами частиц 5÷60 нм, представляющий собой или оксид алюминия или твердый раствор магния в оксиде алюминия (AlMg)₂O₃, который прессуют под давлением 0,3÷0,5 ГПа до достижения относительной плотности 0,2÷0,7, осуществляют пропитку прессовки другим компонентом, в качестве которого взят жидкий материал, содержащий ионы магния и кремния, сушат пропитанную прессовку при температуре, меньшей температуры кипения жидкой составляющей указанного жидкого материала, операции пропитки и сушки повторяют до достижения заданной концентрации вводимой добавки магния и кремния в пределах 1÷40 вес.% от общего конечного веса прессовки, после чего осуществляют промежуточную термообработку пропитанной и высушенной прессовки при температуре 200÷800°С, предпочтительно 400÷500°С, с выдержкой 1÷180 минут, предпочтительно 30÷40 мин, наконец, ведут окончательную термообработку полученной композиции до достижения относительной плотности не менее 0,6, при этом нижний предел диапазона температур выбран равным 1200°С, а нижний и верхний пределы диапазона времени термообработки выбраны равными соответственно 0,1 мин и 200 ч.

Еще способ получения композиционного керамического материала по девятому варианту отличается тем, что после промежуточной термообработки пропитанной и высушенной прессовки осуществляют ее дополнительное прессование с достижением относительной плотности 0,3÷0,9.

Кроме того, способ получения композиционного керамического материала по девятому варианту отличается тем, что в качестве жидкого материала, содержащего ионы магния и кремния, используется смесь двух жидких составляющих, содержание любой из которых может находиться в пределах от 0,1 до 99,9 вес.%, а другой - все остальное, одна из указанных составляющих содержит магнийорганическое соединение вида RMgHal, где R - органический радикал, например, этил или бутил или пропил, Hal - это хлор Cl или бром Br или йод I, при мольном соотношении R:Mg:Hal=1:1:1, а другой из указанных компонентов содержит метилтриэтоксисилан (C₂H₅O)₃SiCH₃, или тетраэтоксисилан (C₂H₅O)₄S, или тетраметилдисилоксан (CH₃)₂HSiOSiH(CH₃)₂, или любое весовое сочетание любых двух из указанных трех соединений, или любое весовое сочетание трех из указанных соединений.

Наконец, способ получения композиционного керамического материала по девятому варианту отличается тем, что в качестве жидкого материала, содержащего ионы магния и кремния, используется смесь двух жидких составляющих, содержание любой из которых может находиться в пределах от 0,1 до 99,9 вес.%, а другой - все остальное, одна из указанных составляющих содержит растворы, содержащие магний, например, нитрат магния или хлорид магния или любое весовое сочетание двух из указанных растворов, а другой из указанных компонентов содержит жидкое стекло (Na₂Si₂O₃)_n.

Способ получения композиционного керамического материала по десятому варианту основан на формовании композиции в виде пористой матрицы шликерным литьем из суспензии, включающей связующее, растворитель и порошковый компонент, включающую алюминий, с использованием при формовании композиции также другого компонента, включающего магний и кремний, и окончательной термообработке полученной композиции при температуре, находящейся в диапазоне, верхний предел которого равен 1650°С, в воздушной атмосфере или в вакууме. Отличается тем, что в качестве компонента суспензии, включающего алюминий, используют нанопорошок с размерами частиц 5÷60 нм, представляющий собой или оксид алюминия, или твердый раствор магния в оксиде алюминия (AlMg)₂O₃, шликерное литье из суспензии осуществляют с достижением относительной плотности пористой матрицы 0,2÷0,7, осуществляют пропитку пористой матрицы другим компонентом, в качестве которого взят жидкий материал, содержащий ионы магния и кремния, сушат пропитанную матрицу при температуре, меньшей температуры кипения жидкой составляющей указанного жидкого материала, операции пропитки и сушки повторяют до достижения заданной концентрации вводимой добавки магния и кремния в пределах 1÷40 вес.% от общего конечного веса пропитанной и высушенной пористой матрицы, осуществляют промежуточную термообработку пропитанной и высушенной матрицы при температуре 200÷800°С, предпочтительно 400÷500°С, с выдержкой 1÷180 минут, предпочтительно 30÷40 мин, наконец, ведут окончательную термообработку полученной композиции до достижения относительной плотности не менее 0,6, при этом нижний предел диапазона температур выбран равным 1200°С, а нижний и верхний пределы диапазона времени термообработки выбраны равными соответственно 0,1 мин и 200 ч.

Еще способ получения композиционного керамического материала по десятому варианту отличается тем, что после промежуточной термообработки пропитанной и высушенной матрицы осуществляют ее дополнительное прессование с достижением относительной плотности 0,3÷0,9.

Кроме того, способ получения композиционного керамического материала по десятому варианту отличается тем, что в качестве жидкого материала, содержащего ионы магния и кремния, используется смесь двух жидких составляющих, содержание любой из которых может находиться в пределах от 0,1 до 99,9 вес.%, а другой - все остальное, одна из указанных составляющих содержит магнийорганическое соединение вида RMgHal, где R - органический радикал, например, этил или бутил или пропил, Hal - это хлор Cl или бром Br, или йод I, при мольном соотношении R:Mg:Hal=1:1:1, а другая из указанных составляющих содержит метилтриэтоксисилан (C₂H₅O)₃SiCH₃, или тетраэтоксисилан (C₂H₅O)₄S, или тетраметилдисилоксан (CH₃)₂HSiOSiH(CH₃)₂, или любое весовое сочетание любых двух из указанных трех соединений, или любое весовое сочетание трех из указанных соединений.

Наконец, способ получения композиционного керамического материала по десятому варианту отличается тем, что в качестве жидкого материала, содержащего ионы магния и кремния, используется смесь двух жидких составляющих, содержание любой из которых может находиться в пределах от 0,1 до 99,9 вес.%, а другой - все остальное, одна из указанных составляющих содержит растворы, содержащие магний, например, нитрат магния или хлорид магния или любое весовое сочетание двух из указанных растворов, а другая из указанных компонентов содержит жидкое стекло (Na₂Si₂O₃)_n.

Способ получения композиционного керамического материала по одиннадцатому варианту основан на формовании композиции с использованием порошкового компонента, включающего алюминий, и другого компонента, включающего магний и кремний, и окончательной термообработке полученной композиции при температуре, находящейся в диапазоне, верхний предел которого равен 1650°С. Отличается тем, что при формовании композиции в качестве компонента, включающего алюминий, используют нанопорошок с размерами частиц 5÷60 нм, представляющий собой или оксид алюминия или твердый раствор магния в оксиде алюминия (AlMg)₂O₃, который прессуют под давлением 0,3÷0,5 ГПа до достижения относительной плотности 0,2÷0,7, осуществляют пропитку прессовки другим компонентом, в качестве которого взят жидкий материал, содержащий ионы магния и кремния, сушат пропитанную прессовку при температуре, меньшей температуры кипения жидкой составляющей указанного жидкого материала, операции пропитки и сушки повторяют до достижения заданной концентрации вводимой добавки магния и кремния в пределах 1÷40 вес.% от общего конечного веса прессовки, после чего осуществляют промежуточную термообработку пропитанной и высушенной прессовки при температуре 200÷800°С, предпочтительно 400÷500°С, с выдержкой 1÷180 минут, предпочтительно 30÷40 мин, наконец, ведут окончательную термообработку полученной композиции в атмосфере азота или аргона до достижения относительной плотности не менее 0,6, при этом нижний предел диапазона температур выбран равным 1200°С, а нижний и верхний пределы диапазона времени термообработки выбраны равными соответственно 0,1 мин и 200 ч.

Еще способ получения композиционного керамического материала по одиннадцатому варианту отличается тем, что после промежуточной термообработки пропитанной и высушенной прессовки осуществляют ее дополнительное прессование с достижением относительной плотности 0,3÷0,9.

Кроме того, способ получения композиционного керамического материала по одиннадцатому варианту отличается тем, что в качестве жидкого материала, содержащего ионы магния и кремния, используется смесь двух жидких составляющих, содержание любой из которых может находиться в пределах от 0,1 до 99,9 вес.%, а другой - все остальное, одна из указанных составляющих содержит магнийорганическое соединение вида RMgHal, где R - органический радикал, например, этил, или бутил, или пропил, Hal -это хлор Cl или бром Br, или йод I, при мольном соотношении R:Mg:Hal=1:1:1, а другая из указанных составляющих содержит метилтриэтоксисилан (C₂H₅O)₃SiCH_3, или тетраэтоксисилан (C₂H₅O)₄S, или тетраметилдисилоксан (CH₃)₂HSiOSiH(CH₃)₂, или любое весовое сочетание любых двух из указанных трех соединений, или любое весовое сочетание трех из указанных соединений.

Наконец, способ получения композиционного керамического материала по одиннадцатому варианту отличается тем, что в качестве жидкого материала, содержащего ионы магния и кремния, используется смесь двух жидких составляющих, содержание любой из которых может находиться в пределах от 0,1 до 99,9 вес.%, а другой - все остальное, одна из указанных составляющих содержит растворы, содержащие магний, например, нитрат магния, или хлорид магния, или любое весовое сочетание двух из указанных растворов, а другая из указанных составляющих содержит жидкое стекло (Na₂Si₂O₃)_n.

Способ получения композиционного керамического материала по двенадцатому варианту основан на формовании композиции в виде пористой матрицы шликерным литьем из суспензии, включающей связующее, растворитель и порошковый компонент, включающий алюминий, с использованием при формовании композиции также другого компонента, включающего магний и кремний, и окончательной термообработке полученной композиции при температуре, находящейся в диапазоне, верхний предел которого равен 1650°С. Отличается тем, что в качестве компонента суспензии, включающего алюминий, используют нанопорошок с размерами частиц 5÷60 нм, представляющий собой или оксид алюминия или твердый раствор магния в оксиде алюминия (AlMg)₂O₃, шликерное литье из суспензии осуществляют с достижением относительной плотности пористой матрицы 0,2÷0,7, осуществляют пропитку пористой матрицы другим компонентом, в качестве которого взят жидкий материал, содержащий ионы магния и кремния, сушат пропитанную матрицу при температуре, меньшей температуры кипения жидкой составляющей указанного жидкого материала, операции пропитки и сушки повторяют до достижения заданной концентрации вводимой добавки магния и кремния в пределах 1÷40 вес.% от общего конечного веса пористой матрицы, осуществляют промежуточную термообработку пропитанной и высушенной матрицы при температуре 200÷800°С, предпочтительно 400÷500°С, с выдержкой 1÷180 минут, предпочтительно 30÷40 мин, наконец, ведут окончательную термообработку полученной композиции в атмосфере азота или аргона до достижения относительной плотности не менее 0,6, при этом нижний предел диапазона температур выбран равным 1200°С, а нижний и верхний пределы диапазона времени термообработки выбраны равными соответственно 0,1 мин и 200 ч.

Еще способ получения композиционного