Vidrios a granel y nanocerámica ultradura a base de alumina y óxidos de tierras raras

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Ciencia del vidrio Ciencia del vidrio.
• Ingeniería de la cerámica Ingeniería de la cerámica.

Sus antecedentes:

• El óxido de aluminio (Al2O3) es típicamente un formador de red en vidrios de silicato, pero no puede formar vidrio a granel solo.
• Los métodos anteriores para crear vidrios ricos en alumina requerían un enfriamiento extremadamente rápido, lo que limitaba el tamaño de la muestra.
• Los vidrios a granel ricos en alumina ofrecen potencial para propiedades mecánicas, químicas y ópticas superiores.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo proceso para la preparación a granel, vidrios de muy alta alumina y vidrio-cerámica a nanoescala.
• Para investigar el sinterizado viscoso de microperlas de vidrio para la fabricación en forma de red.
• Explorar el tratamiento térmico para convertir vidrios consolidados en nanocerámica transparente.

Principales métodos:

• Preparación de las microperlas de vidrio.
• Sinterización viscosa de estas microperlas para formar artículos a granel completamente densos en forma de red.
• Tratamiento térmico posterior de los vidrios consolidados para inducir la cristalización en nanocerámica.

Principales resultados:

• Produjo con éxito artículos a granel completamente densos de vidrios de muy alta alumina y vidrio-cerámica a nanoescala.
• Se logra la fabricación en forma de red a través de la sinterización viscosa.
• Desarrollado transparente, nanocerámica con dureza comparable a la alúmina a través de sinterización sin presión.

Conclusiones:

• Un proceso novedoso y sin presión permite la fabricación a granel de vidrios y nanocerámicas ricos en alumina.
• El método supera las limitaciones de las técnicas anteriores, permitiendo mayores dimensiones y producción de forma de red.
• Este enfoque es extensible a otros sistemas de óxido que carecen de componentes convencionales para la formación de vidrio.