Камень ситалл: что это такое, характеристики, магические свойства, где он используется? Что изготавливают из этого минерала? Технология получения ситалла

Как гласит небезызвестная песня группы «ВИА Гра», лучшими друзьями девушек являются бриллианты. Но далеко не каждой красавице может посчастливиться носить заветный самоцвет. Всем остальным приходится довольствоваться более дешевыми украшениями. В последнее время набирает популярность ситалл-камень. Что это такое, каковы главные его качества и магические свойства, мы расскажем в этой статье.

История получения синтетического минерала

За честь открытия нового материала борются ученые нескольких стран:

• Согласно наиболее распространенной версии, ведущий вклад в разработку внес Исаак Китайгородский, советский физикохимик, работавший профессором в МХТИ имени Д. И. Менделеева;
• Однако, как и в случае с изобретением радио, отечественный специалист пренебрег патентованием своего творения. Поэтому в коммерческой и промышленной среде стран Запада гораздо более известно имя Дональда Стукея. В 1957 году он юридически оформил результаты своих исследований и выгодно продал их одному из американских химических концернов;
• Первые качественные ювелирные образцы были получены уже в современной России благодаря исследованиям сотрудников компании Formica. Это один из ведущих поставщиков драгоценных камней на просторах СНГ;
• В спор бывших участников Холодной войны встревает Франция. Якобы впервые материал был получен еще в середине XVIII века естествоиспытателем и математиком Рене Реомюром. Заготовка была получена совершенно случайно, во время одного из экспериментов с термической обработкой стекла.

Камень ситалл в ювелирных изделиях

От получения камня в лабораторных условиях советскими учеными до применения его в качестве изысканного украшения прошло несколько десятков лет.

На то есть несколько причин:

• Советский Союз не имел развитой индустрии красоты, поэтому, все, что связано с модой и ювелирными изделиями, развивалось на порядки медленнее, чем на Западе. Кабинетным инноваторам не приходило в голову использовать камень как красивый аксессуар;
• Старая технология производства вещества также внесла свою лепту. Синтез ситаллов долгое время проходил лишь при применении шлаков тяжелой промышленности. Последние придавали конечной заготовке неприглядные серые, болотные и коричневые оттенки;
• Отсутствие в химической промышленности подходящих пигментов, которые бы придавали минералу изящную окраску.

Сегодня стеклокерамические материалы вовсю используются для имитации драгоценных камней (аметист, топаз и другие). С первого взгляда отличить «подделку» не сможет даже специалист. Для этого потребуется специальное оборудование. При этом стоимость искусственного материала делает его доступным практически всем слоям населения. Так например, средних размеров подвеска продается по цене около 2000 рублей.

Основные преимущества камня

Данный камень завоевал видное место промышленности и ювелирном деле благодаря следующим высоким качествам:

• В отличие от большей части кристаллических тугоплавких веществ, ситалл отлично поддается обработке. В частности, его можно прокатывать, сдавливать, отливать в центрифуге и т.д. Поэтому можно добиться заготовки практически любой требуемой формы;
• Устойчивость к значительным перепадам температур. Верхняя граница физической устойчивости составляет 700 градусов;
• Невосприимчивость к воздействию едких и кислотных субстанций. Нужно очень сильно постараться, чтобы повредить этот камень;
• Возможность придать любую, даже самую смелую окраску;
• Превосходные рефракционные качества. Свет, проходящий сквозь кристалл, заставляет его сиять и придает ощущение внутреннего объема;
• Высокая твердость (7 баллов по шкале Мооса). За многие годы эксплуатации исключено появление царапин, сколов и прочих видов повреждений;
• Демократичная цена, о чем мы уже упоминали ранее.

Камень параиба ситалл

Один из красивейших самоцветов, параиба, был обнаружен в одноименном штате на востоке Бразилии лишь несколько десятков лет назад. За это небольшое время он обрел необычайную популярность у ювелиров. Но дальнейшему распространению мешало низкое качество некоторых натуральных самородков.

Чтобы исправить «ошибки природы», на помощь призвали достижения научной мысли. Так на свет появился ситалл параиба , точная копия своего природного собрата. Он напрочь лишен негативных свойств природных разновидностей, но сохранил все качества оригинала:

• Яркий и утонченный бирюзовый цвет;
• Выдающиеся рефракционные качества;
• Высокая твердость в сочетании с малой удельной массой;
• Устойчивость к механическим воздействиям.

Эксперты отмечают присущую ситаллу причудливую игру света даже в сумерках. Из-за нее расцветка иногда именуется неоновой или электрической.

Искусственный синтез значительно снизил стоимость камня, но не настолько, чтобы их мог купить себе любой желающий. Цена на украшения весом до 10 грамм составляет несколько десятков тысяч рублей.

Применение в оккультных практиках

Магические свойства ситалла находятся в зависимости от окраса конкретного образца:

• Красный или коричневый - близкие к цвету земли оттенки, поэтому их действие касается затаенных в глубине души инстинктов. Высвобождать или нет свои скрытые качества, решать каждому;
• Цвета от бирюзового до голубого - благотворно влияют на психическое здоровье. Украшения с такими ситаллами будут полезны пребывающим в затяжной депрессии, а также чересчур вспыльчивым личностям. Но флегматикам такой подарок противопоказан;
• Синий цвет - помогает в концентрации и укреплении внимательности. Длительное ношение такого украшения значительно укрепит ментальную сферу.

Вне зависимости от окраса, камень имеет такое положительное действие на человека:

• Укрепление защитной системы организма;
• Благотворное воздействие на нервную систему;
• Успешная борьба со всевозможными фобиями;
• Стимулирование аппетита (по этой причине минерал противопоказан страдающим ожирением);
• Нормализация метаболизма;
• Повышение качества сна и ускорение засыпания.

Видео: как делают украшения с ситаллом?

В данном ролике Анна Денисова покажет процесс изготовления колец с данным камнем, какую обработку они проходят:

Каждая представительница слабого пола желает иметь в арсенале ювелирных изделий те украшения, в которых имеются хотя бы небольшие камушки. Естественно, приобрести драгоценные камни не каждая женщина в состоянии, поэтому в ювелирной индустрии пошло активное применение искусственно выращенных минералов, которые внешне очень сложно отличить от натурального камня. Таким синтетическим образцом, который используется в ювелирных изделиях, является камень ситалл.

История происхождения камня

На сегодняшний день известна информация о том, что самые первые образцы такого камня, как ситалл, были получены в далеком 1739 году. Это было осуществлено известным французским ученым по имени Рене Реомюром, который активно занимался разработкой такого стекла, которое будет устойчиво к чрезмерно увеличенным температурам. В процессе многочисленных испытаний у академика вышло сделать такой минерал, который по своим, как химическим, так и физическим свойствам напоминал такой материал, как фарфор. Назван был этот камень в скором времени ситаллом.

На то время его первая расцветка была молочной, а сам камень не пропускал через себя совершенно никакой солнечный свет. Это было обусловлено тем, что в структуре камня располагалось большое количество маленьких кристаллов, которые образуются в полости стеклянного тела. На тот период Реомюр посчитал, что такое изобретение совершенно бессмысленно, поэтому о ситалле забыли на достаточно большой промежуток времени.

Буквально через два столетия на территории Америки были возобновлены испытания, связанные с варкой стеклокерамической массы. Но идея производства не задержалась надолго, так как в тот период достаточно активно процветал так называемый промышленный шпионаж. На самом деле оказалось, что технология производства на сегодняшний день известного ситалла не настолько сложна, как непосредственно сам процесс, при котором данному материалу необходимо было дать созвучное и красивое название. Впервые над названием этого камня задумывались на территории США, где вначале для него было придумано название «пирокерам». На территории Польши было придумано название «квазикерам». Англичане придумали более оригинальное название «слагцерам».

Но за счет того, что ни одно из предложенных названий так и не прижилось, за помощью обратились к известному российскому физику Исааку Китайгородскому, который являлся отличным специалистом в области стекла. Он предложил назвать этот новый и неизвестный стекломатериал под наименованием ситалл. Составлено это название было со слов «стекло» и «кристалл».

Особенности и описание камня

Ныне можно сказать, что русские ученые имеют особую и достаточно уникальную технологию создания этого камня. Одним из самых последних достижений русских ученых стало получение нанокристаллов ситалла. По сути, этот камень представляет собой алюмосиликатное стекло, способное выдерживать достаточно высокие температуры. Если рассматривать природного аналога ситалла, то им является обсидиан, выступающий настоящей вулканической породой.

Если рассматривать технологию изготовления ситалла по сравнению со способами получения фианита, то у ситалла имеется целый ряд достоинств и свои уникальные свойства. К главным и уникальным свойствам этого камня относят:

• он обладает достаточно малыми показателями плотности, так как она колеблется в пределах от 3,2 до 3,4 грамма, который припадает на 1 см 3 ;
• показатели абсолютного преломления солнечного света в кристалле составляют от 1,65 до 1,7;
• обладают высокой термической и химической устойчивостью;
• по таблице Мооса плотность камня составляет примерно 6,5-7,5 единиц;
• плавление камня начинается при минимальной температуре в 1000 0 С;
• по отношению к разнообразным газам и влаге этот материал обладает высокими показателями непроницаемости;
• предел прочности камня составляет порядка 250 мПа.

Помимо этих свойств существуют и такие особые камни, которые обладают специализированными свойствами. К ним стоит отнести:

• камни, у которых имеется собственное магнитное поле;
• полупроводники;
• идеально прозрачные камни;
• радиопрозрачные диэлектрики.

Учитывая все свойства этого минерала, можно с уверенностью сказать, что его применение на сегодняшний день в ювелирном деле более чем обосновано.

Преимущества

В том случае, если вы являетесь настоящим ценителем ювелирных камней, вы никогда в жизни не назовете такой камень, как ситалл, самой обыкновенной стекляшкой. На самом деле он обладает достаточно существенным списком преимуществ. К ним относятся:

• доступная цена как для камня, который имеет огромное количество схожих характеристик со многими драгоценными и полудрагоценными камнями;
• обладает высоким уровнем прозрачности и невероятно ровным цветом;
• непревзойденная чистота и блеск ситалла по сравнению с прочими камнями;
• огромный выбор всевозможных расцветок;
• высокие показатели износостойкости, плотности и твердости позволяют сделать ситалл достаточно крепким минералом.

Учитывая все преимущества ситалла, можно с уверенностью сказать, что он объединяет в себе все преимущества натуральных камней и исключает все недостатки, которые могут присутствовать в аналогичных природных вариантах.

Сферы применения

На сегодняшний день такой камень как ситалл используется не только в сфере создания ювелирных украшений, но и в прочих отраслях деятельности человека. К ним можно отнести:

• производства по созданию панелей, стеклянных труб и радиоэлектронных элементов;
• создание авиа и автомобильного транспорта, всевозможных шаттлов и космических ракет;
• космические и инновационные лазерные технологии;
• создание оптической продукции, к которой даже можно включить оптику астрономического предназначения;
• инновационные солнечные батареи;
• осуществление герметизации электровакуумных устройств;
• различные сферы промышленности;
• горнодобывающая техника и ее изготовление;
• основы микроэлектроники;
• печатная продукция и ее размножение;
• в медицинской сфере ситалл применяется для создания протезов костей и зубов;
• создание стеклянных эмалей, которые защищают всевозможные материалы от воздействия негативных факторов.

Несмотря на то, что ситалл является популярным ювелирным камнем, не исключается его активное использование и в прочих сферах человеческой деятельности.

Использование ситалла в ювелирном направлении

Если рассматривать историю возникновения этого камня, то появился он достаточно давно, хотя в ювелирной индустрии он был замечен и начал использоваться только в 70-х годах. Это было связано с тем, что его цветовая гамма не была разнообразной. На то время можно было получить ситалл зеленого, серого или же бурого цвета. Поэтому вплоть до 1970 года этот камень использовался только в процессе производства всевозможных облицовочных материалах. По истечению определенного промежутка времени появился ситалл, который имел нежно молочный оттенок. Затем достаточно активно пошел процесс разработки и со временем появились минералы с разнообразными цветовыми решениями.

Ныне в ювелирной промышленности такой камень, как ситалл, начал использоваться в виде заменителя драгоценных камней. С его помощью начал осуществляться процесс инкрустации всевозможных ювелирных украшений. На сегодняшний день можно встретить огромный список изделий, которые инкрустируют этим камнем. К ним относятся:

• перстни и кольца;
• брошки и небольшие подвески;
• запонки и браслеты;
• ожерелья и серьги.

Ныне во многих ювелирных магазинах вы без проблем можете найти такой камень, как ситалл, который отлично заменяет достаточно широкий список всевозможных натуральных камней.

Каждая женщина хочет иметь изделия из драгоценных камней, однако не все могут позволить себе такую роскошь. Поэтому учёные вывели искусственные камни из натуральных материалов. Они дешевле, но не менее красивы. К числу таких камней можно отнести ситаллы. Такие камни добываются в процессе объёмной кристаллизации стёкол.

История возникновения камня

Если речь идёт об искусственных камнях, то большинство людей знает об фиантах, но мало кто знает о ситаллах. Этот драгоценный камень является стеклокристаллическим материалом.

Первые пробы нанесения аморфного стекла кристаллами проводились ещё 1739 году. Этим занимался академик Рене Реомюр. Главной его целью было жаростойкое стекло, но в результате он получил материал, который был очень похож на фарфор.

Технология создания ситалла была разработана в 1957 году. Её автором стал американский учёный Дональд Стуккей. В Советском Союзе над такими кристаллами работал такой учёный, как Исаак Китайгородский. Само слово ситалл было составлено из слов «кристалл» и «стекло».

Характеристика основных свойств

Ситалл напоминает сапфир или изумруд. Он также изготавливается из стекла, но эти искусственные камни имеют некие различия между собой. Чтобы создать такой кристалл, использовалась формула SiO2, которая очень похожа на формулу горного хрусталя.

Свойства камня ситалл напрямую зависят от того, как он сложен. За счёт того, что он состоит из большого количества маленьких кристаллов, по плотности его можно сравнить со сталью. Твёрдость такого материала меньше, чем у бриллианта, но больше, чем у других искусственных камней.

Существуют также типы камней, что обладают специальными свойствами. Это такие свойства, как:

• полупроводниковость;
• прозрачность;
• радиопрозрачность;
• магнитность.

Исскуственный кристалл нормально реагирует на тепло, поэтому в домашних условиях его расплавить невозможно. Такая стойкость объясняется тем, что в состав входит комплекс из минерального сырья и алюминия.

Ситалл хорошо противостоит разным химическим реакциям. Он красиво переливается и является практически прозрачным.

Разновидности ситалла

Всего существует несколько видов такого материала. К числу самых распространённых можно отнести следующие:

Чаще всего в ювелирном деле используется аметрин . Его особенность заключается не только в уникальных характеристиках, но и в зональном окрасе. Среди преимуществ такого материала нужно выделить невысокую цену. Украшения с таким камнем являются хорошим аналогом изделиям с драгоценными камнями. Аметрин является прозрачным и в нём нет разных включений. Цветовой спектр довольно широкий, поэтому его можно использовать в самых разных целях. Кристаллы изготавливаются самых разных размеров и имеют много типов огранок.

Сферы применения искусственных кристаллов

Ситалл широко используют в самых разных сферах, начиная от авиастроения и заканчивая стоматологией. Самые прочные виды такого материала используются в:

В качестве прозрачного стекла материал, который обладает термостойкостью и радиопрозрачностью, используется при производстве лазерной техники и астрооптики.

Из-за своей износо и химической стойкости отдельные виды искусственного кристалла могут использоваться в текстильной и химической промышленности, а также в машиностроении и горнодобывающем деле. Фотоситаллы чаще применяются в микроэлектронике, полиграфии, а также оптике.

Следует обратить внимание на то, что ситалл широко применяется в стоматологии. Он используется в процессе лечения патологий твёрдых тканей зубов. Было проведено множество исследований, которые доказали, что этот материал является незаменимым в протезировании.

Ситаллы отличаются своей механической износостойкостью и химической прочностью . По характеристике такой материал является биологически совместим с человеком, поэтому он больше подходит для протезирования зубов, чем фарфор, который применялся раньше.

За счёт изотропной и мелкокристаллической структуры на материале не формируются трещины, а это важно для проведения качественного протезирования. Различие структур керамики и искусственных кристаллов можно объяснить разными методами получения материалов.

Следует отметить, что ситалл - универсальный стеклокристаллический материал, который имеет широкий спектр применения начиная от стоматологии и ювелирного дела и заканчивая ракетостроением.

План лекции

СИТАЛЛЫ, КЕРАМИКА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

ЛЕКЦИЯ 2.6

1. Ситаллы и их применение..

2. Общие сведения о керамических материалах.

3. Особенности технологического цикла при получении керамик.

4. Классификация и свойства керамических материалов.

Литература

Ситаллы - стеклокристаллические материалы, получаемые путем почти полной стимулированной кристаллизации стекол специального состава. Они занимают промежуточное положение между обычными стеклами и керамикой. Само название ситалл происходит от слов силикат и кристалл; в названии подчеркивается тот факт, что одни из первых стеклокристаллических материалов были получены на основе закристаллизованных силикатных стекол. За рубежом ситаллы называют пирокерамами от греческих слов «пирос» - огонь и «керамикос» - глиняный. Первая часть названия связана с тем, что стеклокристаллические материалы за рубежом были получены вначале на основе cтекол, содержавших окислы лития, светившиеся при высоких температурах огненным светом, а вторая – с тем, что стеклокристаллические материалы иногда не совсем правильно называли стеклокерамикой. Недостатком стекол считает­ся процесс местной кристаллизации - расстекловывание, приводящее к появлению неоднородности и ухудшению свойств стеклянных изде­лий. Если в состав стекол, склонных к кристаллизации, ввести одну или несколько добавок веществ, дающих зародыши кристаллизации, то удается стимулировать процесс кристаллизации стекла по всему объему изделия и получить материал с однородной микрокристалли­ческой структурой.

Технология получения ситалла состоит из нескольких опера­ций. Сначала изготовляют изделие из стекломассы и подвергают его двухступенчатой термической обработке при температурах 500-700 и 900-1100°С. На первой ступени происходит образо­вание зародышей кристаллизации, а на второй - развитие кри­сталлических фаз. Содержание кристаллических фаз к оконча­нию процесса достигает 95%, а размеры кристаллов лежат в пре­делах от 0,01 до 1 мкм.

Кристаллизация стекла может быть обусловлена фотохимическими и каталитическими процессами. В первом случае центрами кристалли­зации служат мельчайшие частицы металлов (серебра, золота, меди, алюминия и др.), выделяющиеся из соответствующих окислов, входя­щих в состав стекла, под влиянием облучения с последующей термооб­работкой для проявления изображения. Для инициирования фото­химической реакции обычно используют ультрафиолетовое излучение. При термообработке происходит образование и рост кристаллитов вокруг металлических частиц. Одновременно при проявлении материал приобретает определенную окраску. Стеклокристаллические материа­лы, получаемые таким способом, называют фотоситаллами. Если облучать не всю поверхность изделия, а лишь определенные участки, то можно вызвать локальную кристаллизацию в заданном объеме.

Закристаллизованные участки значи­тельно легче растворяются в плави­ковой кислоте, нежели примыкающие к ним стеклообразные области. Это позволяет травлением получать в изделиях отверстия, выемки и т. п.

Технология изготовления ситаллoв упрощается, если в качестве катализаторов кристаллизации ис­пользовать соединения, ограниченно растворимые в стекломассе или легко кристаллизующиеся из расплава. К числу таких соединений относятся ТiO 2 , FeS, В 2 О 3 , Сг 2 О 2 , V 2 O 5 , фториды и фосфаты щелочных и щелочно-земельных металлов. При каталитической кристаллизации необходимость в предварительном облучении отпадает. Получаемые при этом стеклокристаллические материалы называют термоситаллами.

Ситаллы - плотные материалы от белого до коричневого цве­та, отличающиеся повышенной механической прочностью и хими­ческой стойкостью, а также сочетающие высокие диэлектрические и температурные свойства, что позволяет применять их для мно­гих приборов электронной техники, работающих в широком диапа­зоне частот.

В отличии от обычных стекол, свойства которого определяются в основном его химическим составом, для ситаллов решающее значение имеет структура и фазовый состав. Причина ценных свойств ситаллов заключается в их исключительной мелкозернистости, почти идеальной поликристаллической структуре. Свойство ситаллов изотропны. В них совершенно отсутствует вязкая пористость. Усадка материала при его переработке незначительна. Большая абразивная стойкость делает их малочувствительными к поверхностным дефектам.
Плотность ситаллов лежит в пределах 2400-2950 кг/м3, прочность при изгибе – 70-350 МПа, временное сопротивление – 112-161 МПа, сопротивление сжатию – 7000-2000 МПа. Модуль упругости 84 – 141Гпа. Прочность ситаллов зависит от температуры. Твердость их близка к твердости закаленной стали (V - 7000-10500 МПа). Они весьма износостойки (fтр = 0,07-0,19). Коэффициент линейного расширения лежит в пределах (7– 300) 10-7 с-1 . По теплопроводности ситаллы в результате повышенной плотности превосходят стекла. Термостойкость высокая D t = 50 -9000С. Применение ситаллов определяется их свойствами.

В обозначении марки ситалла после буквы СТ указывается значение a и серия разработки. Например, ситалл СТ-50-1 имеет температурный коэффициент линейного расширения a, равный 50·10 -7 1/°К. Плотность 2,3-2,8 г/см 3 .

Ниже приводятся типичные характеристики наиболее широко распространенных ситаллов.

Водопоглощение 0,01%

Температурный коэффициент линейного расширения (12-120)×10 -7 К -1

Удельная теплопроводность 0,8-2,5 Вт/(м×К)

Удельное объемное сопротивление 10 8 -10 12 Ом×м.

tgd (f=10 6 Гц) (10-800)×10 -4 .

Многие ситаллы химически стойки к плавиковой (HF) кислоте и щелочам. Стоимость ситаллов не высока.

По техническому назначению ситаллы делят на установочные и конденсаторные.

Установочные ситаллы используются в качестве подложек гибридных интегральных микросхем и пассивных дискретных элементов (например, в тонкопленочных резисторах).

Достоинство ситалловых конденсаторов является повышенная электрическая прочность по сравнению с керамическими конденсаторами.

Ситаллы или стеклокристаллические материалы получают из стекол специального состава при помощи контролируемой кристаллизации. Они занимают промежуточное положение между обычными стеклами и керамикой, поэтому иногда их называют стеклокерамикой . Структура ситаллов представляет собой смесь очень мелких (размерами 0,01-1 мкм) беспорядочно ориентированных кристаллов (60-95%) и остаточного стекла (40-5%). Исходное стекло по химическому составу отличается от остаточного стекла, в котором накапливаются ионы, не входящие в состав кристаллов. Такая структура создается в стеклянных изделиях после двойного отжига: первый отжиг нужен для формирования центров кристаллизации, второй – для выращивания кристаллов на готовых центрах. Для образования кристаллов в стекла вводят Li 2 O, TiO 2 , Al 2 O 3 и другие соединения.

В зависимости от образования центров кристаллизации ситаллы подразделяются на термоситаллы и фотоситаллы. В термоситаллах для образования центров кристаллизации используют оксиды или фториды NiO 2 , P 2 O 5 , NaF и другие (несколько процентов). При отжиге термоситалла получается высокая и однородная плотность кристаллов. В фотоситаллах используют малые добавки золота, серебра, платины или меди. Центры кристаллизации формируются под действием облучения ультрафиолетовым светом и отжига. Необлученные участки остаются аморфными после отжига.

Фотоситаллы применяют как фоточувствительные материалы. Термоситаллы имеют универсальное применение: как износостойкие материалы используются для деталей гидромашин, узлов трения, защитных эмалей; как прочные стабильные диэлектрики – для радиодеталей, плат и т.п.

Стремление избавится от главных недостатков стекла, повысить его устойчивость к механическим и термическим воздействиям привело к созданию за счет управляемой кристаллизации нового кристаллического материала – ситалла. Ситалл отличается от стекла мелкокристаллической микроструктурой, причем размеры кристаллов около 1 мкм, а их содержание достигает 50% - 90% по объему.

Ситаллы получают преимущественно по стекольной технологии из вязкой стекломассы спецсостава. Помимо нее применяется в масштабе керамическая технология. В процессе ситаллизации стекла наиболее существенно изменяются следующие его свойства:

1. Расчет механической прочности, особенно испытание на изгиб. Причина состоит в том, что поверхностные трещины, наталкиваясь на кристаллы, не могут разравниваться так интенсивно как в стекле.

2. Повышается нагревостойкость и температура начала дефор­мации, так как диапазон температур размягчение-плавление зна­чительно сужается по сравнению со стеклами.

Важное значение имеют литиево – алюминиевые ситаллы LiO 2 – Al 2 O 3 – SiO 2 , ТКЛР которых хорошо согласуются с кремнием, что позволяет применить его для изготовления корпусов БИС. В таблице 5 приведено сравнение современного литиевого ситалла и аналогичных по значению ТКЛР стекла и композиционной стеклокерамики, состоящей из 80% стекла и 20% Al 2 O 3 .

Таблица 5 - Сравнение свойств материалов

Видно, что по многим параметрам ситалл превосходит стекло и композиции на основе стекла. Свойства ситаллов определяются структурой и фазовым составом. Причина ценных свойств ситаллов заключается в их исключительной мелкозернистости, почти идеальной поликристаллической структуре. Свойства ситалла изотропны. В них совершенно отсутствует всякая пористость. Усадка при кристаллизации – до 2 %. Большая абразивная стойкость делает их малочувствительными к поверх­ностным дефектам. Стеклокристаллические материалы обладают высокой химической устойчивостью к кислотам и щелочам, не окисляются даже при высоких температу­рах. Они газонепроницаемы и обладают нулевым водопоглощением. Ситаллы относят к хрупким материалам, но по твердости они приближаются к стали.

От керамики ситаллы отличаются хорошей обрабатываемостью, отсутствием пористости, и меньшей стоимостью. Ситаллы марок СТ32, СТ38, СТ50 (цифра обозначает значение ТКЛР) в виде полированных пластин 0,5-1мм, размером 60х48 мм – являются основным материалом подложек тонкопленочных ГИС.