Способ получения порошкообразных пирониобатов кальция и стронция

 

.1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ ПИРОНИОБАТОВ КАЛЬЦИЯ И СТРОНЦИЯ твердофазным взаимодействием стехиометрических количеств оксида ниобия и карбоната кальция или стронция, отличающийс я тем, что, с цепью упрощения процесса за счет снижения температуры , сокращения продолжительности .и уменьшения числа операций, термообработку ведут в присутствии добавки смеси хлорида натрия и сульфата натрия. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью по вьшения выхода целевых продуктов, (Л добавляют 1,7 - 2,9 мас.% хлорида натрия и 2,6 - 6,6 мас.% сульфата натрия.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„>SU„„118199 (51)4 С 01 С. 39 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ, (21) 3704240/23-26 (22) 22.02.84 (46) 30.09 ° 85. Бюл. N 36 (72) С.О. Лопатин, Т.Г, Лупейко, И.Б. Баранова и Е.В. Хатунцова (71) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени государственный .университет им. М.А. Суслова (53) 546,882(088.8) (56) Патент Великобритании

В 1115565, кле С 1 А, 1968, Авторское свидетельство СССР

Р 700499, кл. С 01 G 33/00, 1977.

Смоленский Г.А. и др. Высокая диэлектрическая проницаемость ниобатов и танталатов двухвалентных металлов. ДАН СССР, т. 108, 1958, <с. 232. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ ПИРОНИОБАТОВ КАЛЬЦИЯ

И СТРОНЦИЯ твердофазным взаимодействием стехиометрических количеств оксида ниобия и карбоната кальция или стронция, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения процесса за счет снижения температуры, сокращения продолжительности .и уменьшения числа операций, термообработку ведут в присутствии добавки смеси хлорида натрия и сульфата натрия.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения выхода целевых продуктов, добавляют 1 7 — 2,9 мас.Х хлорида натрия и 2,6 — 6,6 мас,X сульфата натрия.

f 11819

Изобретение относится к способам получения порошкообразных пирониобатов кальция и стронция (Са,Nb 07, Яг ИЬ,O ), обладающих сегнето- и пьезоэлектрическими свойствами, 5 и может. быть использовано при получении сегнетоэлектрических керамических материалов с температурами

Кюри выше 1350 С, а также материалов для стеклокерамических конденсаторов,10

Цель изобретения — упрощение процесса за счет снижения температуры, сокращения продолжительности и уменьшения числа операций.

Сущность предлагаемого способа 15 заключается в том, что к стехиометрической смеси оксида ниобия (Y) и карбоната кальция или стронция добавляют 1,7-2,9 мас. хлорида натрия и 2,9-6,6 мас ° X сульфата натрия, пе- 20 ремешивают компоненты и смеси обжигают. Достаточно провести выдержку при 850-900 С в течение 1-2 ч. Затем обожженную смесь отмывают водой от хлорида и сульфата натрия и высушива-25 ют. При этом выход продукта составляет 99-100Х.

Рентгенограммы порошков пирониоба. тов кальция и стронция отвечают чистым соединениям без примесей орто- 30 и метаниобатов, а также исходных реагентов, что наряду с результатами химического анализа подтверждает высокую чистоту продуктов.

Использование солевого расплава хлоридов натрия и калия, а также других солей не приводит к получению чистых пирониобатов из-за сложных реакций обмена между солями и оксидом ниобия, Положительный эффект достигнут только при использовании смеси хлорида и сульфата натрия, причем максимальный выход получен при использовании смеси, состоящей из

1,7-2,9 мас.% хлорида натрия и 2,96,6 мас,X сульфата натрия.

Пример 1. К 1 r стехиометрической смеси карбоната кальция и оксида ниобия добавляют смесь хлорида натрия и безводного сульфата натрия, взятых в массовом соотношении

1:2,26 соответственно. Количество солевой добавки варьировали от . 0,0500 до 3,5000 r. Смеси перетирали в агатовой ступке, прокаливали 55 при 750, 850 и 900 С в течение О, 175 ч, а затем обрабатывали 0,5 .-ным . эаствором соляной кислоты и фильтро99 вали. Осадок высушивали и рентгенографировали, а фильтрат анализировали на количество отмытого кальция..Процесс образования пирониобата кальция протекает с выходом более 99 при добавлении к стехиометрической смеси реагентов 1,7-2,9 мас.% хлорида натрия и 2,9-6,6 мас.X безводного сульфата натрия и проведении термической обработки при 850-900 С в течение

1-2 ч.

Указанные соотношения компонентов, температура и продолжительность процесса являются оптимальными, При температуре ниже 850 С снижается выход целевого продукта, а при температуре выше 900 С интенсивно испаряется хлорид натрия. При увеличении или уменьшении содержания в смеси хлорида и/или сульфата натрия выход продукта заметно снижается. Проводить процесс дольше 2 ч при 850900 С не целесообразно, так как степень образования пирониобата кальция достигает максимального значения за 1 ч и затем с увеличением продолжительности процесса не изменяется, Смесь 4,2957 г карбоната кальция и 5,7043 г оксида ниобия (Y), 0 23 г хлорида натрия и 0 52 r безводного сульфата натрия насыпают в тигель и прокаливают 1,5 ч при

850 С. Затем переносят продукт в стакан с водой и промывают осадок на фильтре до отрицательной реакции фильтрата на ионы хлора и сульфата.

Масса осадка составила 8, 1110 r что соответствует 100 .-ному выходу продукта.

Спеканием при 1350 С полученного порошка пирониобата кальция изготовлена керамика, которая при 20 С характеризуется tg О = (2-8) ° 10 и

E /f = 32. Керамика того же состава, полученная твердофазным способом, характеризуется tg О = 5 10 и

-4 .E /Ео = 35. Из приведенных данных следует, что по своим диэлектрическим свойствам керамика целевого продукта, полученного по предлагаемому способу, не уступает синтезированному по твердофазным реакциям.

Пример 2. Синтез пирониобата стронция.

Смесь 5,2624 r карбоната стронция и 4,7376 г оксида ниобия, 0,25 r хлорида натрия и 0,50 г безводного сульфата натрия прокаливают при 850 С

81999

Составитель В, Дубовская

Техред М. Пароцай

Редактор Н. Киштулинец

Корректор В. Синицквя

Тираж 461

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6059/22

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 11

1,5 ч, Затем отмывают- на фильтре от хлорида и сульфата натрия водой и высушивают. Масса продукта 8;3639 r соответствует 99,2 -ному выходу. При проведении процесса при 900 С выход продукта составил 99,5 ..

В процессе синтеза пирониобатов по предлагаемому способу смеси брикетируются, поэтому отпадает необходимость в предварительном их прессовании перед термической обработкой.

При отмывке хлорида и сульфата натрия водой все брикеты легко распадаются, вследствие чего для получения порошка отпадает необходимость в помоле продукта спекания, При отмывке пирониобатов можно применять методы декантации, так как осаждение частиц продукта происходит достаточ, но быстро.

Порошки пирониобатов кальция и стронция, синтезированных по предлагаемому способу, Имеют. размер частиц менее

1 мкм, что особенно важно для получения высококачественной керамики

"с минимальной пористостью и дефектностью. Частицы легко отделяются друг от друга и в -порошке практичес-. ки отсутствуют агломераты, благодаря чему порошки могут найти применение при изготовлении композитов.

Технико-экономический эффект способа состоит в снижении температуры

iS процесса до 850-900 С вместо 1400 С в известном способе, сокращении продолжительности синтеза до 1«2 ч, а также сокращении числа стадий процесса за счет исключения операций

20 !прессования смесей и второго помола.