Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария

Авторы патента:

Андреев Валерий Георгиевич (RU)

Адамцов Артем Юрьевич (RU)

Панина Лариса Владимировна (RU)

Читанов Денис Николаевич (RU)

Костишин Владимир Григорьевич (RU)

Налогин Алексей Григорьевич (RU)

C04B35/626 - получение или обработка порошков индивидуально или в шихте

C04B35/26 - на основе ферритов

Владельцы патента RU 2615565:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов бария. Технический результат - повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов в производстве гексаферрита бария, обеспечивающей снижение температуры синтеза шихты обжига изделий. Мокрое измельчение стехиометрической смеси карбоната бария и оксида железа проводят в кислой среде, содержащей полиакриловую кислоту, карбамид и изопропиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиакриловая кислота 0,2-0,6, карбамид 0,8-2,0, изопропиловый спирт 4-10, вода 27-43, стехиометрическая смесь карбоната бария и оксида железа - остальное. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов бария.

Известен способ получения гексаферритов, включающий смешивание исходной смеси карбоната бария или стронция с оксидом железа сухим измельчением в вибромельнице, синтез гексаферрита из полученной смеси прокалкой, измельчение синтезированной шихты, прессование заготовок из измельченной шихты и спекание (авт. свид. СССР № 1406645 и 1549387).

Сухое измельчение смеси исходных ферритообразующих компонентов не обеспечивает требуемой активности смеси при последующем синтезе гексаферрита, что требует повышения температуры синтеза шихты.

Наиболее близким к предложенному является способ мокрого измельчения шихты, позволяющий повысить активность шихты к синтезу (Летюк Л.М., Журавлев Г.И. Химия и технология ферритов. Л.: Химия. 1983. - 256 с.). Однако достигаемая активность не достаточна для заметного снижения температуры спекания.

Технический результат - повышение коэрцитивной силы по намагниченности гексаферрита бария больше 230 кА/м и повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов в производстве гексаферрита бария.

Технический результат достигается тем, что проводят мокрое измельчение в кислой среде, содержащей полиакриловую кислоту, карбамид и изопропиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиакриловая кислота	0,2-0,6
Карбамид	0,8-2,0
Изопропиловый спирт	4-10
Вода	27-43
Стехиометрическая смесь карбоната бария и оксида железа	Остальное

Сущность изобретения состоит в следующем. Молекулы изопропилового спирта, разлагая частицы карбоната бария на гидроксид бария и углекислый газ, вызывают насыщение водной среды гидроксидом бария. Полиакриловая кислота, связываясь с катионами бария, образует нерастворимые комплексы, которые оседают на поверхности частиц в виде активных гелеобразных прослоек. В результате заметно повышается активность исходных ферритообразующих компонентов к синтезу, позволяющая снизить температуру синтеза гексаферрита бария. Снижение температуры синтеза позволяет получить более активные к спеканию тонкодисперсные порошки гексаферрита, позволяющее снизить температуру спекания сырых прессованных заготовок гексаферрита. Карбамид способствует уменьшению вязкости суспензии, получаемой в ходе мокрого измельчения. В результате также повышается эффективность мокрого измельчения. Пределы содержания полиакриловой кислоты - 0,2-0,6% мас., карбамида - 0,8-2,0% мас., изопропилового спирта - 4-10% мас., воды - 27-43% мас. выбраны из следующих соображений. Для обеспечения снижения температуры спекания T_{спекания}, °С, значения не должны превышать для полиакриловой кислоты - 0,6% мас., карбамида - 2,0% мас., изопропилового спирта - 10% мас., воды - 43% мас. При содержании полиакриловой кислоты меньше 0,2% мас., карбамида - 0,8% мас., изопропилового спирта меньше 4% мас., воды меньше 27% мас., гексаферрит бария обладает недостаточной величиной коэрцитивной силы по намагниченности.

Данные о влиянии измельчения по предлагаемому способу и прототипу приведены в таблице. Результаты получены усреднением десяти замеров. Как видно из данных, использование предлагаемого способа измельчения позволяет заметно снизить температуру обжига шихты, обеспечивающую удельную намагниченность не менее 50 нТл⋅м³/кг, и последующего спекания прессованных заготовок, повысить коэрцитивную силу по намагниченности и остаточную индукцию бариевых ферритов.

Пример 1. Проводили мокрое измельчение в вибромельнице М-10 смеси карбоната бария ВаСО₃ ГОСТ 2149-75 марки «ч» и оксида железа Fe₂O₃ ТУ 14-106-340-89 марки «ч», полиакриловой кислоты (0,2% мас.) (ТУ 6-01-1260-81 марки «ч»), карбамида (0,8% мас.) (ГОСТ 2081-92, марка А), изопропилового спирта (4,0% мас.) (ТУ 6-09-402-87 марки «ч»), воды (27% мас.). Для сравнения проводили мокрое измельчение смеси карбоната бария и оксида железа согласно прототипу без добавок. После сушки приготовленные смеси прокаливали в печи ТК-4000 при температуре 800-1000°C. Время нахождения шихты в зоне с максимальной температурой в печи составило 3 часа. Синтезированную шихту во всех опытных партиях измельчали мокрым способом в аттриторе «Арарат» в течение 2 часов с добавлением воды в количестве 40% мас. Из суспензии после мокрого измельчения прессовали заготовки в виде пластин 20×40×5 мм в магнитном поле с напряженностью 700 кА/м на прессе 06ФФГ. После сушки заготовки спекали в туннельной печи «Ель» в интервале температур от 800 до 1200°С. Температура синтеза T_{синтеза}=870°С, температура спекания T_{спекания}=1130°С, коэрцитивная сила по намагниченности Hci=274 кА/м, остаточная индукция Br=0,39 Тл.

Пример 2. Проводили мокрое измельчение в вибромельнице М-10 смеси карбоната бария ВаСО₃ ГОСТ 2149-75 марки «ч» и оксида железа Fe₂O₃ ТУ 14-106-340-89 марки «ч», полиакриловой кислоты (0,4% мас.) (ТУ 6-01-1260-81 марки «ч»), карбамида (1,4% мас.) (ГОСТ 2081-92, марка А), изопропилового спирта (7,0% мас.) (ТУ 6-09-402-87 марки «ч»), воды (34% мас.). Для сравнения проводили мокрое измельчение смеси карбоната бария и оксида железа согласно прототипу без добавок. После сушки приготовленные смеси прокаливали в печи ТК-4000 при температуре 800-1000°C. Время нахождения шихты в зоне с максимальной температурой в печи составило 3 часа. Синтезированную шихту во всех опытных партиях измельчали мокрым способом в аттриторе «Арарат» в течение 2 часов с добавлением воды в количестве 40% мас. Из суспензии после мокрого измельчения прессовали заготовки в виде пластин 20×40×5 мм в магнитном поле с напряженностью 700 кА/м на прессе 06ФФГ. После сушки заготовки спекали в туннельной печи «Ель» в интервале температур от 800 до 1200°С.Температура синтеза T_{синтеза}=860°С, температура спекания T_{спекания}=1120°C, коэрцитивная сила по намагниченности Hci=276 кА/м, остаточная индукция Br=0,40 Тл.

Пример 3. Проводили мокрое измельчение в вибромельнице М-10 смеси карбоната бария ВаСО₃ ГОСТ 2149-75 марки «ч» и оксида железа Fe₂O₃ ТУ 14-106-340-89 марки «ч», полиакриловой кислоты (0,6% мас.) (ТУ 6-01-1260-81 марки «ч»), карбамида (2,0% мас.) (ГОСТ 2081-92, марка А), изопропилового спирта (10,0% мас.) (ТУ 6-09-402-87 марки «ч»), воды (43% мас.). Для сравнения проводили мокрое измельчение смеси карбоната бария и оксида железа согласно прототипу без добавок. После сушки приготовленные смеси прокаливали в печи ТК-4000 при температуре 800-1000°C. Время нахождения шихты в зоне с максимальной температурой в печи составило 3 часа. Синтезированную шихту во всех опытных партиях измельчали мокрым способом в аттриторе «Арарат» в течение 2 часов с добавлением воды в количестве 40% мас. Из суспензии после мокрого измельчения прессовали заготовки в виде пластин 20×40×5 мм в магнитном поле с напряженностью 700 кА/м на прессе 06ФФГ. После сушки заготовки спекали в туннельной печи «Ель» в интервале температур от 800 до 1200°C. Температура синтеза T_{синтеза}=870°С, температура спекания Т_{спекания}=1120°C, коэрцитивная сила по намагниченности Hci=275 кА/м, остаточная индукция Br=0,39 Тл.

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария, включающей мокрое измельчение смеси, отличающийся тем, что проводят мокрое измельчение в кислой среде, содержащей полиакриловую кислоту, карбамид и изопропиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиакриловая кислота	0,2-0,6
Карбамид	0,8-2,0
Изопропиловый спирт	4-10
Вода	27-43
Стехиометрическая смесь карбоната бария и оксида железа	Остальное

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов бария. Технический результат - повышение коэрцитивной силы по намагниченности гексаферрита бария больше 230 кА/м и повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов, что приводит к значительному снижению температуры обжига.

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария // 2614005

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов бария. Мокрое измельчение стехиометрической смеси карбоната бария и оксида железа проводят в кислой среде, содержащей полиакриловую кислоту и изопропиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%: лимонная кислота 0,2-1,8, изопропиловый спирт 2-8, вода 28-32, стехиометрическая смесь карбоната бария и оксида железа - остальное.

Способ получения нанопорошка карбонитрида титана // 2612293

Изобретение относится к области металлургии, а именно к нанотехнологии азот-углеродсодержащих соединений титана, которые могут быть использованы в композиционном материаловедении, в том числе в составе модифицирующих комплексов алюминиевых, железо-углеродистых и никелевых сплавов.

Способ изготовления керамических пьезоматериалов из нано- или ультрадисперсных порошков фаз кислородно-октаэдрического типа // 2612174

Изобретение относится к способу изготовления керамических пьезоматериалов из нано- и ультрадисперсных порошков фаз кислородно-октаэдрического типа, содержащих в позиции (В) ионы титана (IV), ниобия (V), циркония (IV), вольфрама (VI).

Способ измельчения смеси карбоната стронция и оксида железа в производстве гексаферритов стронция // 2611814

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов стронция. Мокрое измельчение стехиометрической смеси карбоната стронция и оксида железа проводят в кислой среде, содержащей полиакриловую кислоту и изопропиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиакриловая кислота 0,2-0,6, изопропиловый спирт 4,0-10,0, карбонат кальция 0,2-1,0, вода 28-45, стехиометрическая смесь карбоната стронция и оксида железа - остальное.

Гранулы диборида титана в качестве защиты катодов от эрозии // 2606483

Изобретение относится к гранулам диборида титана, применяемым для нанесения покрытия графитовых катодов в электролизерах при получении алюминия электролизом расплавленной среды и для ремонта отверстий в катодном днище электролизеров.

Способ получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики // 2601073

Изобретение относится к способу получения сверхпроводящих керамических материалов различной плотности на основе сложного оксида YBa2Cu3O7-δ, содержащего преимущественно фазу из наноструктурированных порошков, оптимально насыщенную кислородом, для изготовления компонентов электронной техники и электроэнергетики.

Способ приготовления шихты для алюмооксидной керамики (варианты) // 2595750

Изобретение относится к области производства технической алюмооксидной керамики и может быть использовано, в частности, для изготовления броневой керамики. Для приготовления шихты смешивают оксид алюминия, по меньшей мере, часть которого находится в γ-форме, с минерализующей добавкой и проводят последующую термическую обработку полученной смеси.

Способ получения прозрачной алюмомагниевой шпинели // 2589137

Изобретение относится к области технологии оптической оксидной керамики на основе алюмомагниевой шпинели MgAl2O4 для использования в оптическом приборостроении. Прозрачная керамика на основе алюмомагниевой шпинели находит широкое применение в технике благодаря ее высокой прочности, износо- и химической стойкости, а также пропусканию в широком спектре электромагнитного излучения от ближнего УФ до среднего ИК-диапазона.

Способ изготовления теплопроводной керамики на основе нитрида алюминия // 2587669

Керамические изделия, изготовленные предлагаемым способом, могут найти применение в различных приборах электронной техники и в радиоэлектронике, а также в качестве теплоотводов в мощных осветительных устройствах, подложек для электронагревательных элементов и термостойких электроизоляторов.

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария // 2615562

Способ измельчения смеси карбоната стронция и оксида железа в производстве гексаферритов стронция // 2614171

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов стронция. Технический результат - повышение коэрцитивной силы по намагниченности гексаферрита стронция больше 235 кА/м и повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов в производстве гексаферрита стронция.

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария // 2614005

Способ получения наноразмерных частиц гексаферрита стронция // 2612289

Изобретение относится к области наноразмерной технологии и может быть использовано для создания носителей информации с высокой плотностью записи, магнитных сенсоров с высокой чувствительностью и т.п., а также для применения в области медицины.

Способ измельчения смеси карбоната стронция и оксида железа в производстве гексаферритов стронция // 2611814

Способ получения наноразмерных частиц гексаферрита бария // 2611442

Способ получения комплекса "золь-гель" по меньшей мере из трех солей металлов и применение способа для получения керамической мембраны // 2608383

Изобретение относится к получению каталитических мембран способом «золь-гель» и может быть использовано в каталитических мембранных реакторах конверсии метана. Способ получения комплекса "золь-гель" по меньшей мере из четырех солей металлов M1, M2, M3, и M4, приемлемых и предназначенных для получения материала типа перовскита, соответствующего общей формуле (I): A(1-x)A'xB(1-y-u)B'yB"uΟ3-δ (I), включает в себя стадии получения водного раствора водорастворимых солей элементов A, A', B, B' и при необходимости В" в стехиометрических соотношениях, необходимых для получения материала, определенного ранее; получения водно-спиртового раствора по меньшей мере одного неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ) в спирте, выбранном из метанола, этанола, пропанола, изопропанола или бутанола, смешанном с водным раствором аммиака в пропорции, достаточной для обеспечения полной солюбилизации неионогенного ПАВ в водно-спиртовом растворе, причем концентрация неионогенного ПАВ в водно-спиртовом растворе меньше критической мицеллярной концентрации; получения золя из указанных компонентов; сушки золя выпариванием растворителя.

Способ получения никель-цинкового феррита с высокими диэлектрическими потерями // 2587456

Предложенное изобретение относится к технологии изготовления радиопоглощающих ферритов, которые находят все более широкое применение в безэховых камерах, для значительного снижения отражения радиоволн от стен.

Однофазный керамический оксидный материал для устройства локализации расплава активной зоны // 2586224

Изобретение относится к составам материалов для атомной энергетики, в частности к однофазному керамическому оксидному жертвенному материалу, включающему Fe2O3, Al2O3, SrO.

Сегнетоэлектрический керамический материал // 2580117

Изобретение относится к сегнетоэлектрическим керамическим материалам на основе феррита висмута и может быть использовано при создании емкостных магнитоэлектрических элементов головок записи и считывания информации.

Способ получения прозрачных наноразмерных плёнок феррита висмута // 2616305

Изобретение относится к тонкопленочной технологии получения мультиферроиков, а именно получению прозрачных наноразмерных пленок феррита висмута, которые обладают свойствами мультиферроика при комнатной температуре, так как температура Кюри BiFeO3 830°С, а температура антиферромагнитного перехода 370°С, и может быть использовано в производстве магнитооптических устройств записи, хранения и обработки информации. В соответствии с заявленным способом раствор смеси абиетата висмута и абиетата железа в органическом растворителе с концентрацией 0,05-1,5 мг/г в равномольном их соотношении наносят на подложку, например стеклянную, сушат, нагревают до температуры обжига и обжигают при температуре 500-600°С. Абиетаты железа (III) и висмута (III) получают взаимодействием нитратов висмута и железа с абиетиновой кислотой в расплаве. Техническим результатом изобретения является сокращение числа используемых реагентов, исключение применения высокоагрессивных и канцерогенных веществ при сохранении чистоты и наноразмерности получаемых пленок. 6 з.п. ф-лы, 3 пр., 3 ил.