Methods for the synthesis of highly dispersed alumomagnesial spinel powders for structural and optically transparent ceramic materials (Review)

A. B. Aleksandrova; M. O. Senina; A. V. Ul’yanova

doi:10.17073/1683-4518-2024-2-20-29

Methods for the synthesis of highly dispersed alumomagnesial spinel powders for structural and optically transparent ceramic materials (Review)

A. B. Aleksandrova, M. O. Senina, A. V. Ul’yanova

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-2-20-29

Full Text:

Abstract

The article considers the relevance and necessity of developing technologies for the synthesis of submicron and nanostructured powders in the production of highly responsible ceramic products. The analysis of the main chemical methods for obtaining highly dispersed powders of alumomagnesial spinel (AMS) and other compounds for structural and optically transparent ceramic materials is carried out. Ill. 4. Ref. 30.

Keywords

transparent ceramics, high-density ceramics, alumomagnesial spinel (AMS), highly dispersed powders, powder production methods,

About the Authors

A. B. Aleksandrova

ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева»
Russian Federation

M. O. Senina

ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева»
Russian Federation

A. V. Ul’yanova

ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева»
Russian Federation

References

1. Ремпель, А. А. Материалы и методы нанотехнологий : уч. пособие / А. А. Ремпель, А. А. Валеева. ― Екатеринбург : УрФУ, 2015. ― 136 с.

2. Выдрик, Г. А. Прозрачная керамика / Г. А. Выдрик, Т. В. Соловьева, Ф. Я. Харитонов. ― М. : Энергия, 1980. ― 96 с.

3. Hartnett, T. M. Optical and mechanical properties of highly transparent spinel and ALON domes / T. M. Hartnett, R. L. Gentilman // Proc. SPIE. ― 1984. ― Vol. 505. ― P. 15.

4. Павлюкова, Л. Т. Прозрачная керамика из алюмомагнезиальной шпинели / Л. Т. Павлюкова, Е. С. Лукин, Н. А. Попова // Тез. докладов «VII конкурс проектов молодых ученых». ― 2013. ― С. 28, 29.

5. Лукин, Е. С. Теоретические основы получения и технология оптически прозрачной керамики : уч. пособие / Е. С. Лукин. ― М. : МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1982. ― 36 с.

6. Lukin, E. S. Modern high-density oxide ceramics with a controlled microstructure. Part III. Microstructure and recrystallization processes in ceramic oxide materials / E. S. Lukin // Refract. Ind. Ceram. ― 1996. ― Vol. 37, № 7. ― Р. 213‒217. https://doi.org/10.1007/BF02307290.

7. Беляков, А. В. Методы получения наноразмерных порошков из неорганических неметаллических материалов : уч. пособие / А. В. Беляков. ― М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2011. ― 191 с.

8. Марголин, В. И. Введение в нанотехнологию : учебник / В. И. Марголин, В. А. Жабрев, Г. Н. Лукьянов, В. А. Тупик. ― Санкт-Петербург : Лань, 2022. ― 464 с.

9. Li, Y. J. Synthesis of YAG powders by Co-precipitation method / Y. J. Li, Y. C. Zhang, J. X. Leng // Key Engineering Materials. ― 2014. ― Vol. 602/603. ― P. 110‒113.

10. Reverón, H. Chemical synthesis and thermal evolution of MgAl2O4 spinel precursor prepared from industrial gibbsite and magnesia powder / H. Reverón, D. Gutiérrez-Campos // Materials Letters. ― 2002. ― Vol. 56, iss. 1/2. ― P. 97‒101.

11. Zhang, M. Comparative study on coprecipitation and microwave hydrothermal synthesis of magnesium aluminum spinel / М. Zhang, J. Liu, R. Li [et al.] // Appl. Phys. A Mater. Sci. Process. ― 2022. ― Vol. 128, № 7. ― Article id. 590.

12. Ларионов, Д. С. Синтез кальцийфосфатных порошков в неводных средах для стереолитографической 3D-печати / Д. С. Ларионов, М. А. Кузина, П. В. Евдокимов [и др.] // Журнал неорганической химии. ― 2020. ― Т. 65, № 3. ― С. 309‒319.

13. Курлов, А. С. Физика и химия карбидов вольфрама : монография / А. С. Курлов, А. И. Гусев. — М. : Физматлит, 2013. — 272 с.

14. Сейтказы, С. Электроосаждение титана из расплава электролита под действием импульсного / С. Сейтказы, С. А. Тюрпеко, М. А. Шипейкина, Е. Ю. Коновалова // Тез. докл. XIX Международной научнопрактической конференции имени профессора Л. П. Кулёва, 2018. ― С. 134, 135.

15. Королева, М. Ю. Наноэмульсии: свойства, методы получения и перспективные области применения / М. Ю. Королева, Е. В. Юртов // Успехи химии. ― 2012. ― Т. 81, № 1. ― С. 21‒43.

16. Шилова, О. А. Золь-гель технология микро- и нанокомпозитов : уч. пособие / О. А. Шилова. ― СПб. : Лань, 2022. ― 304 с.

17. Jiang, F. Novel facile nonhydrolytic sol-gel synthesis of MgAl2O4 nanocrystal from bimetallic alkoxides / F. Jiang, G. Feng, C. Xu [et al.] // Journal of Sol-Gel Science and Technology. ― 2021. ― Vol. 100, № 3. ― P. 555‒561.

18. Nassar, M. Y. A novel synthetic route for magnesium aluminate (MgAl2O4) nanoparticles using sol-gel auto combustion method and their photocatalytic properties / M. Y. Nassar, I. S. Ahmed, I. Samir // Spectrochimica Acta. Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. ― 2014. ― Vol. 131. ― P. 329‒334.

19. Илюшин, М. А. Высокочувствительные энергонасыщенные материалы и средства инициирования. Синтез. Свойства. Конструкция. Технология / М. А. Илюшин, А. С. Мазур, В. К. Попов, Г. Г. Савенков ; под ред. Г. Г. Савенкова. — 2-е изд., стер. ― СПб : Лань, 2023. ― 412 с.

20. Баранчиков, А. Е. Криохимический метод синтеза неорганических материалов / А. Е. Баранчиков, А. Н. Баранов ; под ред. А. Р. Кауля. ― М. : МГУ. ― 46 с.

21. Матвеева, В. Г. Влияние гидротермальных условий синтеза на структуру металлополимеров и состав металлической фазы / В. Г. Матвеева, А. А. Степачёва, Е. И. Шиманская [и др.] // Химическая физика. ― 2019. ― Т. 38, № 11. ― С. 77‒84.

22. Ильющенко, А. Ф. Ударно-волновой синтез и консолидация ультрадисперсных алмазов / А. Ф. Ильющенко, Г. В. Смирнов, А. А. Коморный [и др.] // Тез. докл. восьмой Международной конференции «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология», 2012. ― С. 66‒70.

23. Feng, L. Synthesis and densification of nanocrystalline hafnium carbide powder / L. Feng, S. Lee, H. Wang, H. Lee // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2015. ― Vol. 35, iss. 15. ― P. 4073‒4081.

24. Wang, Y.-K. Self-propagating high-temperature synthesis of magnesium aluminate spinel using Mg‒Al alloy / Y.-K. Wang, X. Xie, C.-G. Zhu // ACS Omega. ― 2022. ― Vol. 7, № 15. ― Р. 12617‒12623.

25. Wu, X. Preparation and characterization of magnesium aluminate spinel powder / X. Wu, J. Li, M. Wang, S. Li // Gongneng Cailiao / Journal of Functional Materials. ― 2016. ― Vol. 47, № 4. ― Р. 04178‒04181.

26. Осипов, В. В. Лазерный синтез нанопорошков в стехиометрии иттрий-алюминиевого граната / В. В. Осипов, В. В. Лисенков, В. В. Платонов // Письма в ЖТФ. ― 2011. ― Т. 37, вып. 1. ― С. 103‒110.

27. Наумова, М. С. Лазерный синтез нанопорошка Fe:MgAl2O4 / М. С. Наумова, В. В. Платонов // Тез. докл. IV Международной молодежной научной конференции «Физика. Технологии. Инновации», 2017. ― С. 97, 98.

28. Basiri, A. Optimization of spray freeze drying parameters for spark plasma sintering of transparent MgAl2O4 spinel / A. Basiri // Ceram. Int. ― 2022. ― Vol. 48, iss. 8. ― P. 10751‒10761.

29. Khaidarov, B. B. Preparation of Hollow Spherical Particles of Strontium Ferrite SrFe12O19 by SprayPyrolysis / B. B. Khaidarov, A. G. Yudin, D. S. Suvorov [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2021. ― Vol. 62, № 4. ― Р. 483‒486. https://doi.org/10.1007/s11148-021-00629-x.

30. Animut, T. Y. Morphology evolution of Mg2SiO4 particles synthesized by spray pyrolysis from precursor solution / T. Y. Animut, H. Ningsih, W. Yeh, Sh. Shih // Crystals (Basel). ― 2023. ― Vol. 13, № 4. ― Article 639.

Supplementary files

For citation: Aleksandrova A.B., Senina M.O., Ul’yanova A.V. Methods for the synthesis of highly dispersed alumomagnesial spinel powders for structural and optically transparent ceramic materials (Review). NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2024;(2):20-29. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-2-20-29

Refbacks

There are currently no refbacks.

ISSN 1683-4518 (Print)

Username
Password