CS273823B1 - Method of corundum monocrystals preparation with considerably suppressed abradability isotropy - Google Patents
Method of corundum monocrystals preparation with considerably suppressed abradability isotropy Download PDFInfo
- Publication number
- CS273823B1 CS273823B1 CS143089A CS143089A CS273823B1 CS 273823 B1 CS273823 B1 CS 273823B1 CS 143089 A CS143089 A CS 143089A CS 143089 A CS143089 A CS 143089A CS 273823 B1 CS273823 B1 CS 273823B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- corundum
- preparation
- monocrystals
- abradability
- isotropy
- Prior art date
Links
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 239000010431 corundum Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims abstract 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 12
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000441 X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Description
CS 273 Θ23 01CS 273-23 01
Monokrystaly korundu, vynikající vysokou tvrdostí, mechanickou i chemickou odolností, optickými a elektrickými vlastnostmi, jsou často využívány v moderní technice.Corundum monocrystals with excellent high hardness, mechanical and chemical resistance, optical and electrical properties are often used in modern technology.
Mechanické vlastnosti předurčují monokrystalický korund k použití při stavbě přenosných přístrojů, jako ložiska a uležení pohyblivých nebo tlakově namáhaných částí, jako písty a uzavírací orgány do přesných dávkovačích čerpadel, průvlaky namáhané otěrem vlákán a podobně.The mechanical properties predetermine monocrystalline corundum for use in the construction of portable devices, such as bearings and bearing of moving or pressure-stressed parts, such as pistons and shut-off devices for precision metering pumps, wear-bearing dies, and the like.
Při výrobě různých přístrojových dílů z tohoto materiálu je nutné opracovávat broušením a leštěním rovinné i zakřivené plochy. Protože korund krystaluje v šesterečné soustavě, jeví výraznou anisotropii fyzikálních vlastností. Tato anisotropie se projevuje při opracování zejména zakřivených ploch tím, že se tyto plochy nestejnoměrně leští, jeví sklon ke vzniku hran mezi výraznými krystalografickými plochami, z nichž zase některé trpí vyšší tendencí ke vzniku rýh. Toto anisotropní chování při broušení a zejména při konečném leštění zakřivených ploch prodlužuje často značně dobu potřebnou k opracování.When manufacturing various instrument parts from this material, it is necessary to grind and polish flat and curved surfaces. Since corundum crystallizes in a hexagonal system, it appears to have a significant anisotropy of physical properties. This anisotropy is manifested in the treatment of particularly curved surfaces by the fact that these surfaces are unevenly polished, they tend to form edges between distinct crystallographic surfaces, some of which suffer from a higher tendency to develop grooves. This anisotropic behavior during grinding and, in particular, in the final polishing of curved surfaces often extends considerably the machining time.
Uvedené anisotropní chování korundu při jeho broušení a leštění lze do značné míry omezit podle tohoto vynálezu tak, že monokrystaly korundu se táhnou z taveniny s obsahem 0,1 až 1,0 hmot. titanu, obsažené v molybdenovém nabo wolframovém kelímku v ochranné atmosféře o složení 99 až 60 objemových argonu a 1 až 40 % objemových vodíku, za tlaku 0,1 Pu už 150 kPa. Zo uvodsnýoh redukčních růstových podmínek βθ dosáhne, že velká většína titanu vstoupí do korundové mříže Jako iont Ti a v menší části jako Ti a v tomto valenčním 3tavu příznivě ovlivní anisotropní chování korundu při broušení a leštění. Krystaly se vyznačují růžovým až červeným zbarvením. Pokud by krystaly byly pěstovány v oxidačním prostředí, byla by větší část titanu přítomna ve formě iontu Ti^+, který uvede ný účinek nemá.Said anisotropic behavior of corundum in its grinding and polishing can be greatly reduced according to the present invention such that corundum monocrystals are drawn from a melt containing 0.1 to 1.0 wt. titanium contained in a molybdenum or tungsten crucible in a protective atmosphere of 99 to 60 vol. argon and 1 to 40 vol. From the free reduction growth conditions, βθ achieves that a large majority of the titanium enters the corundum lattice as Ti ion and to a lesser extent as Ti, and in this valence 3 it positively affects the anisotropic behavior of corundum during grinding and polishing. The crystals are pink to red in color. If the crystals were grown in an oxidizing environment, most of the titanium would be present in the form of a Ti @ + + ion which does not have this effect.
Příklad 1Example 1
V elektricky vytápěné pěstovací peci, vybavené wolframovými odporovými topnými články, isolovanými soustavou stínících válců a víka z molybdenového plechu uvnitř vakuově těsného vodou chlazeného pláště byla v molybdenovém kelímku o objemu 0,5 1 roztavena vsázka čistého kysličníku hlinitého s přídavkem 0,3 % hmot. titanu ve formě kysličníku titaničitého. Pecní ochranná atmosféra obsahovala 75 % obj. argonu a 25 ΐ obj. vodíku. Na zárodku z krystalu safíru orientovaného kolmo na plochu (lT02) byl rychlostí 5 mm/h při 20 ot./inin. tažen monokrystal AljQ-j zbarvený růžovočerveně, ve kterém byl změřen obsah titanu rtg spektrometricky, Bylo nalezeno 0,036 % hmot. Ti v krystalu.In an electrically heated cultivation furnace equipped with tungsten resistive heating elements, an insulated system of shielding cylinders and a molybdenum plate lid inside a vacuum-tight water-cooled jacket, a pure alumina batch with a 0.3 wt.% Addition was melted in a 0.5 L molybdenum crucible. titanium in the form of titanium dioxide. The furnace protective atmosphere contained 75 vol% argon and 25 vol% hydrogen. On the seed of a sapphire crystal oriented perpendicular to the surface (1T02) it was 5 mm / h at 20 rpm. drawn by a single red pink-red color crystal AljQ-j in which the titanium content was measured by X-ray spectrometry. Those in the crystal.
Krystal měl střední průměr 33 mm a válcová část byla dlouhá 110 mm.The crystal had an average diameter of 33 mm and the cylindrical portion was 110 mm long.
Krystal byl použit k výrobě pístů do mikročerpadel. Ve srovnání s dříve používanými krystaly safíru pěstovanými Verneuilovou metodou byl výtěžek o minimálně 30 % vyšší a operace jemného broušení a leštění se zkrátila o 25 % při dosažení vysokého lesku opracovávané válcové plochy.The crystal was used to produce pistons for micro pumps. Compared to the previously used sapphire crystals grown by the Verneuil method, the yield was at least 30% higher and the fine grinding and polishing operation was reduced by 25% while achieving a high gloss of the machined cylindrical surface.
Příklad 2Example 2
Ve stejném zařízení a za následujících odlišných podmínek: Kelímek z wolframu, obsah titanu v tavenině 0,6 % hmot., rychlost tažení 4 mm/h, byl vytažen krystal s obsahem 0,07 ¾ hmot, titanu podle analýzy. Zbarvení krystalu bylo červené. Krystal byl využit k výrobě uzavíracích elementů čerpadel s jednou sférickou plochou.In the same apparatus and under the following different conditions: A tungsten crucible, a titanium content in the melt of 0.6 wt%, a drawing speed of 4 mm / h, a crystal containing 0.07 ¾ wt% of titanium was extracted by analysis. The color of the crystal was red. The crystal was used for the production of the shut-off elements of pumps with one spherical surface.
Oproti použití čistého safíru pro stejný účel bylo dosaženo vyšší výtěžnosti o 20 % a zkrácena doba leštění u sférické plochy o 30 % při dosažení dokonalého lesku této funkční plochy.Compared to the use of pure sapphire for the same purpose, a higher yield of 20% was achieved and the polishing time of the spherical surface was reduced by 30% while achieving a perfect gloss of this functional surface.
CS 273 823 BlCS 273 823 Bl
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS143089A CS273823B1 (en) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | Method of corundum monocrystals preparation with considerably suppressed abradability isotropy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS143089A CS273823B1 (en) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | Method of corundum monocrystals preparation with considerably suppressed abradability isotropy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS143089A1 CS143089A1 (en) | 1990-08-14 |
| CS273823B1 true CS273823B1 (en) | 1991-04-11 |
Family
ID=5348654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS143089A CS273823B1 (en) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | Method of corundum monocrystals preparation with considerably suppressed abradability isotropy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS273823B1 (en) |
-
1989
- 1989-03-07 CS CS143089A patent/CS273823B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS143089A1 (en) | 1990-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gorum et al. | Effect of surface conditions on room‐temperature ductility of ionic crystals | |
| Insley et al. | Microscopy of ceramics and cements: including glasses, slags, and foundry sands | |
| Catlin et al. | Mechanical properties of thin single‐crystal gold films | |
| CN100369859C (en) | Light-transmitting polycrystalline alumina and method of forming the same | |
| US3026177A (en) | Process for producing transparent polycrystalline alumina | |
| Brown et al. | The effect of impurities on the growth of synthetic quartz∗ | |
| JPS63139060A (en) | Aluminum nitride ceramic composite body | |
| Zhimin et al. | Effect of heat treatment on the microstructure development of TC21 alloy | |
| Jeffery et al. | Deformation twinning in rhenium single crystals | |
| Schieber | Growth of oxide crystals by the flux method | |
| US4319889A (en) | Ultrasharp diamond edges and points and methods of making same by precision micro-irradiation techniques | |
| Jones et al. | Precipitation in single crystals of silver-rich and copper-rich alloys of the silver-copper system | |
| JP2619691B2 (en) | Thread road | |
| Bratton | Precipitation and hardening behavior of Czochralski star sapphire | |
| McKee et al. | The oxidation of tantalum and niobium in the temperature range 400–600 C | |
| US3232803A (en) | Chemical etching of tungsten | |
| Neilson | Small‐angle x‐ray scattering study of complex particle growth in an MgO–Al2 O3–ZrO2–SiO2 glass | |
| Schmid et al. | Current status of sapphire dome production | |
| Kennedy | Rubidium nitrate near the melting point and its polymorphism | |
| EP4722427A1 (en) | Single-crystal lithium niobate, method for producing single-crystal lithium niobate, and ar glasses | |
| JPS5849519B2 (en) | Quartz glass crucible for pulling silicon single crystals | |
| Hodgson et al. | A synthetic corundum knife for ultrathin sectioning | |
| Kohra | Study on the Crystallization Process of Polished Layers of Metals by Electron Diffraction and Microscopy | |
| Johnson et al. | The effect of the cooling rate of dental alloys on their amalgamation properties | |
| Schulz et al. | Growth and crystallographic orientations of zinc and zinc-silver whiskers |