6.Технология бериллиевой керамики

Изделия на основе оксида бериллия изготовляют методами непластической технологии, шликерным литьем в гипсовые формы, полусухим прессованием, литьем под давлением пластифицированных масс, горячим прессованием.

Для полусухого прессования порошка BeO вводят временное связующее — растворы крахмала, парафина, траганта и др. Давление прессования составляет 100 МПа, но возможно и дальнейшее повышение давления до 300— 350 МПа. Температура обжига спрессованных масс 1700— 1900°С. Горячее прессование BeO осуществляют в графитовых формах под давлением 10 — 15 МПа и при 1600— 1800°С, либо в вакууме под более низким давлением (1,5 — 2 МПа). Метод горячего прессования позволяет получить почти беспористые изделия с плотностью, приближающейся к теоретической — 3,01 г/см³.

Литье из водных шликеров производят в гипсовые формы по сливному или наливному методу. Лучшие результаты при литье из водных шликеров достигаются при использовании суспензий с рН = 3-3,5, при плотности шликера 1,0-2,0 г/см³ и влажности 33-37 %. Сушка требует мягкого режима. Усадка при обжиге составляет 15—18%. При применении высокообожженных порошков BeO c крупной кристаллизацией зёрен усадка может быть снижена. При изготовлении методом литья плотность после обжига изделий до 1700— 1800°С составляет 2,7—2,85 г/см³.

Микроструктура бромеллитовой керамики зависит от качества исходного порошка и от присутствия в нем частиц игольчатой формы, которые ориентируются, например, вдоль стержня при его выдавливании в процессе формования, что может вызвать анизотропию структурно - чувствительных свойств. В материале со средним размером частиц 5 мкм могут быть иглы длиной до 200 мкм, однако в ходе рекристаллизации во время обжига иглы могут исчезнуть и у керамики не будет явной анизотропии свойств.

Оксид бериллия в значительно большей степени, чем другие оксиды, проявляет способность к рекристаллизации. Она проявляется при обжиге не только плотных отформованных изделий, но и порошков, где условия рекристаллизации менее благоприятны, так как контактная поверхность соприкосновения отдельных зерен во много раз меньше. Установлено, что по мере повышения температуры обжига рост отдельных кристалликов BeO. При этом меняются суммарная удельная поверхность порошка, его химическая активность и оптические свойства. Уменьшение роста зерен при рекристаллизации в керамике из ВеО достигается за счет введения добавки MgO.

Свойства спеченного BeO в. значительной степени зависят от плотности, характера кристаллизации, наличия примесей, условий формования изделий, степени его термической обработки и других факторов. Метод изготовления предопределяет возможность достижения предельных значений некоторых свойств: механической прочности, теплопроводности и др. Чтобы перевести имеющиеся в техническом оксиде остатки Be(OH)₂ в оксид, независимо от метода изготовления производят термическую обработку исходного технического оксида бериллия.

Обжигают ВеО непосредственно в порошке или в брикетах. Обожженный материал измельчают мокрым способом в вибромельницах с последующей очисткой от намола в условиях, исключающих засорение примесями. Достаточно высокую чистоту обеспечивает помол в стальных мельницах стальными шарами с последующей отмывкой намола железа соляной кислотой. Предварительно обожженный и измельченный оксид можно формовать по избранному методу.

Изготовлять изделия из необожженного BeO нельзя из-за очень больших усадок при обжиге и связанных с этим деформаций изделий.