Исследовательский гиротронный комплекс миллиметрового диапазона длин волн. II. Высокотемпературные процессы в поликристаллических диэлектриках

Гиротронные комплексы с мощностью излучения 3–15 кВт на частотах 24–30 ГГц более 20 лет используются в ИПФ РАН для исследования высокотемпературных процессов в поликристаллических диэлектриках, обусловленных воздействием интенсивного электромагнитного поля. В основном исследования направлены на изучение физических особенностей диффузионного массопереноса в твёрдых телах и возможностей использования этих особенностей при решении прикладных задач, таких как спекание и соединение керамических и композиционных материалов, а также твёрдофазный синтез соединений. Отличительной особенностью исследованных процессов является их значительно большая скорость по сравнению с процессами, основанными на использовании традиционных методов нагрева. В данной работе рассмотрены примеры ускоренного спекания керамических материалов широкого класса, в том числе оптических и лазерных керамик и композиционно-градиентных металлокерамических изделий. Изложены принципы метода сверхбыстрого спекания оксидных керамик со скоростями, на 2–3 порядка превышающими скорости традиционных процессов их получения. Развитие данного метода явилось итогом использования отличительных функциональных особенностей гиротронных комплексов и реализованных в них инженерно-технических решений.

На английском языке
Millimeter-Wave Gyrotron System for Research and Application Development. II. High-Temperature Processes in Polycrystalline Dielectric Materials
Bykov Yu.V.
Egorov S.V.
Eremeev A.G.
Plotnikov I.V.
Rybakov K.I.
Sorokin A.A.
Kholoptsev V.V.

Gyrotron systems operating at frequencies of 24 to 30 GHz with an output power of 3 to 15 kW have been used at the Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences for more than 20 years for the studies of high-temperature processes in polycrystalline dielectric materials under intense electromagnetic irradiation. The research has mostly been focused on the study of the physically specific features of diffusion mass transport in solids and on the possible use of these features for applications. A distinguishing feature of the studied processes is a significant enhancement of their rates compared to similar processes performed with the use of conventional heating methods. Examples of enhanced sintering of a broad range of ceramic materials, including optical and laser ceramics and compositionally graded metal-ceramic products are considered. The principles of the developed method of ultra-rapid sintering of oxide ceramics with rates exceeding those typical of the conventional methods by two or three orders of magnitude are described. The development of this method has resulted from a purposeful use of the functional capabilities of the gyrotron systems and the engineering solutions implemented therein.