Способ получения мелкодисперсных порошков
цц 590299
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.03.75 (21) 2113252/29-33 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 21.02.78 (51) М. Кл. С 04В 35/00
С 04В 35/40
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 666.655(088.8) (72) Авторы изобретения
T. Ф. Лимарь и P. М. Барабанщикова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ
Изобретение относится к электронной области промышленности, в частности к способам получения керамических материалов на основе твердых растворов алюмината лантанатитаната кальция, используемых для изготовления тонкопленочных конденсаторов.
Известен способ изготовления керамического материала из смеси, содержащей окись лантана, гидроокись алюминия, четыреххлористый титан и нитрат кальция путем совместного осаждения катионов лантана, кальция, титана и алюминия карбонатом аммония при рН 7,5 — 8,0 с последующей термической обработкой геля прп 1150 — 1200 С, после чего полученный порошок смешивают с минерализатором (1).
Известен также способ изготовления керамического материала, включающий описанные операции. Кроме того, по известному способу осадок перед прокаливанием подвергают кипячению в течение не менее 5 ч с последующей отмывкой декантацией (21.
Недостатком указанных способов является получение порошков с мелкими неоднородными по величине частицами, что не позволяет применять их для изготовления прозрачной кер а мики.
Кроме того, введение стадии длительного кипячения и последующей отмывки осадка декантацией усложняет процесс и делает его более трудоемким.
Цель изобретения — повышение однородности порошка по дисперсности.
Достигается это тем, что по предлагаемому способу получения мелкодисперсных порошков на основе твердых растворов алюмпната лантана — тптаната кальция, включающем операции смешения растворов солей соответ10 ствующпх элементов, осаждения, отделения осадка и его термическую обработку, в качестве тптансодержащего соединения используют предварительно приготовленный раствор пероксотптаната аммония, к которому прцlll15 вают раствор азотнокпслого кальция, а в образовавшуюся суспензпю последовательно вводят азотнокислые растворы алюминия и лантана.
Пероксотптанат аммония готовят растворе20 нисм воздушно-сухой гпдроокиси титана (метатптановой кислоты) в смеси аммиака и перекиси водорода при соотношении Ti: Н О
: МН4ОН=1: 6: 3.
Прокаливание осадка ведут при 900—
25 1000 С.
Снижение температуры синтеза п уменьшение размера частиц порошка можно объяснить тем, что по предлагаемому способу в осадок выделяются легкоразлагающиеся пе30 рекпсные соединения, химически взаимосвя590299 где
М число молей
V:
М концентрация
= 0,0735 моль
Подписное № 173 Тираж 778
НПО Заказ 3273, 4
Изд.
Тппограф1 я, пр Сапунова, 2 ванные между собой, а это значительно облегчает образование твердого раствора алюмината лантана — титаната кальция.
Пример 1. Для получения 100 r продукта состава 5% LaA10g — 95% СаТ10з берут исходные компоненты в следующих количествах, моль: La (ИОз) з 0,0234; А1(ХОз) q
0,0234; Ca(NOg)g 0,6986; Т10(ОНз) 0,.6986.
Азотнокислые соли А1, Са и La используют в виде 1М раст«оров. Количество раствора, требуемого для синтеза, рассчитывают по формуле
К смеси, содержащей 1200 мл воды, 390 мл
30%-ной перекиси водорода и 145 мл водного аммиака добавляют 74,5 г (0,6986 моль) воздушно-сухой гидроокиси титана с содержанием 75% TiO>. Перекись водорода и аммиак берут пз расчета 6 моль НзОз на
1 моль Т10з и 3 моль NH Смесь перемешивают при слабом охлаждении, не повышая температуру выше 40 С. Когда осадок полностью растворится, приливают 699 мл 1М раствора нитрата кальция. Образовавшуюся суспензию перемешивают 15 мин, после чего приливают смесь, содержащую 24 мл (0,0234 моль) 1М раствора азотнокислого лантана и 24 мл (0,0234 моль) 1 М раствора азотнокислого алюминия. Одновременно добавля1от раствор аммика, поддерживая рН реакционной массы в пределах 8 — 9. Перемешивают суспензию 30 мин, после чего фильтруют, осадок промывают а фильтре смесью этилового спирта и воды в соотношении 1: 1 (400 мл), а затем ацетоном (200 мл) . Прокаливают порошок в течение 6 ч при 900 С. Получают продукт, который представляет собой твердый раствор алюмината лантана-титаната кальция и по данным рентгеновского анализа имеет структуру перовск«та. Содержание свободных окислов кальция и лантана менее 1%. Пример 2. Для получения 100 г продукта состава 90ео 1 аА10з — 10% CaTiO> берут исходные компоненты в следующих количествах, моль: 1 а(КОз)з 0,4208; А1(МОз) з 0,4208; Ca (NOg) 0,0735; TiO (014) 0,0735. Требуемый объем раст«ороь рассчитывают по формуле, приведенной в примере 1. Получают осадок, по примеру 1, промывают на фильтре 400 мл изопропилового спирта, после чего прокаливают при температуре 1000 C в течение 6 ч. Получают продукт структуры пеперовскита с содержанием свободных окислов в следующих количествах, % СаО 0,6; ? азОз 0,46. Размер частиц порошка ме«сс 0,1 мкм. Для получен..я ал;оми laта да«тана-тптапата «a HIE цня др j Гlix сос а«ов В I.>Îaaëa (о —— 90%) LaA10> — (95--10%) CaTiO> рассчитыв ают количество исходных компонентов по формуле А Gl М,, 100 G — требуемое количество готового продукта; Л вЂ” процентное содержание компонента; М, — молекулярный вес данного компонента. А — число молей компонентов (ч. м.) М,1 Например, для состава 90% LaA103— 10% CaTiO необходимо взять число молей (ч, м.) А ч. м. 1 à (NO,), = ч. м. А1 (NO,), = 213,89 = 0,4208 моль ч, м. Са (NO,), = ч. м. Ti 0 (OH), = 136 213,89 мол. вес 1 аА10з., 136 мол. вес СаТ10з. Применение предлагаемого способа по 30 сравнению с существующими позволит получить мгкие порошки с однородным зерном размером менее 0,1 мкм при более низкой температуре. 35 Формула изобретения 1. Способ получения мелкодисперсных порошков твердого раствора алюмината лантана-титаната кальция, включающий операции смешения растворов солей соответствующих 40 элементов, осаждения, отделения осадка и его термообработку, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности порошка по дисперсности, «качестве титансодержащего сосдинения используют предварительно 15 приготовленный пероксотптанат аммония, к которому приливают раствор азотнокислого кальция и в образовавшуюся суспензию последовательно вводят азотнокислые растворы алюминия и лантана. 50 2. Способ по и. 1, отличаю«r,«йся тем, что пероксотитанат аммония готовят растворением воздушно-сухой гидроокпси титана в смеси аммиака и перекиси водорода при соотношении Ti: НзOз . ХН ОН=1: 6: 3. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ¹ 192050, >О кл. С 04В 35, 40, 1965. 2. А«точское сьидс тел; ст о СССР М 272875 кл. С 04Б 35/40, 1969.
