Способ получения легированного кристаллического тетрабората лития

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) ПИСАНИ ЗОБРЕ ЕНИ ОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ ко-технолоным произ- следований,И.ту а:епбц Й.и)ззоп апб сгузтаеб 986, ч. А, 97,ГИРОВАНЕТРАБОР соба явля процесса ысокотем ится к химическои способам получения остава, в частности лического тетрабоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное конструкторсгическое бюро с эксперименталводством Института ядерных исАН УССР(56) Патент США М 4290909,кл, 252 - 301, 48,1981,Котот У., Тогпота АТТ)еггпау збпзиасеб ехоеебгоп ейегпоцвпезсепсе и2 В 4079 оззез. - Роуз. зтатцз. зоИсе, 1М 2, К 169 - К 172.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕНОГО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ТТА ЛИТИЯ Изобретение отно технологии, а именно к соединений сложного с легированного кристал рата лития (ТБЛ).Известен способ и ного поликристалличес емого в качестве тер материала при изгото несцентных дозиметро учения люминесц смешивают порошки Т ра в количестве 0,001 смесь при температур плавления ТБЛ, (905 - 9 мени, достаточного для ра в кристаллы матриць охлаждают и измельча рошка с заданным раз олучения легированкого ТБЛ, использумолюминесцентного влении термолюмив, в котором для полентного состава БЛ и солей активато - 1 мол.0/спекают е ниже температуры170 С) в течение вредиффузии активато- , после чего продукт ют до получения помером зерен. 1731727 А С 01 В 35/12, С 01 Р 13/00(57) Изобретение относится к способу получения легированного кристаллического тетрабо рата лития (ТБЛ) со сн ижен ной энергоемкостью. Кристаллический ТБЛ смешивают с 0,03 мол. О/О СоО в качестве активатора и галогенизируют при 970 С, Полученный расплав выливают на слой мелкодисперсного кристаллического ТБЛ, легированного тем же активатором и в той же концентрации. Получен кристаллический мелкозернистый ТБЛ с равномерным распределением активатора по объему образца. Отобранная после измельчения фракция может быть использована в качестве термолюминесцентного материала. Энергоемкость процесса примерно 20 кВт/ч,Недостатком известного с ется высокая энергоемкост обусловленная длительность пературного отжига, которая лимитина скоростью диффузии активатотвердой фазе,Наиболее близким по техническои сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения легированного поликристаллического ТБЛ, согласно которому смемь ТБЛ и солей активатора плавят при 970 С, закаливают ее при 20 С, после чего повторно нагревают до 820 С и отжигают в течение 1 ч,Недостатком известного способа является высокая энергоемкость процесса, обусловленная длительностью высокотемпературного рекристаллизационного от 1731727жига, проводимого до полной кристаллизации вещества.Целью изобретения является снижениеэнергоемкости способа за счет исключенияоперации рекристаллизационного отжига,Согласно предлагаемому способу расплав для закалки выливают на слой мелкодисперсного ТБЛ, легированного тем жекомпонентом и в том же количестве, что иконечный продукт. При этом происходит быстрая и полная кристаллизация переохлажденного расплава, инициированнаякристаллической фазой. Мелкодисперсноесостояниекристаллической фазы способствует появлению множественных центровкристаллизации и, следовательно, мелкозернистости конечного продукта. В этомслучае активатор равномерно распределенпо объему образца, так как вследствие быстрой кристаллизации расплава и мелкозернистости полученного продукта не успеваетпройти процесс вытеснения примесногокомпонента на границы зерен. Выливаниерасплава на слой ТБЛ, легированного темже компонентом и в той же концентрации,позволяет избежать изменения его состава.П р и м е р 1. Исходный ТБЛ (кристаллический или стеклосбразный) в количестве100 г размещают в платиновом тигле диаметром 50 мм и высотой 50 мм, добавляютв него необходимое количество активатора(например, 0,03 мол. о СцО), нагревают впечи сопротивления до 970 С и гомогенизируют в течение 0,5 ч. Затем тигель извлекают из печи и выливают расплав на слоймелкодисперсного кристаллического ТБЛ,легированного тем же активатором и втой же концентрации с размером частицъ 100 мкм.Полученный продукт кристаллический,мелкозернистый, содержание легирующегокомпонента в нем соответствует заданному,причем он равномерно распределен в объеме образца.После измельчения и отбора требуемойпо размеру частиц фракции легированныйТБЛ может быть использован в качестветермолюминесцентного материала. Энергоемкость процесса ъ 20 кВт/ч.П р и м е р 2. Аналогично примеру 1, норасплав охлаждают в тигле в режиме выключенной печи.Полученный продукт находится в стеклообразном состоянии и непригоден для изготовления люминофора,П р и м е р 3. Аналогично примеру 1, норасплав выливают на подложку с высокойтеплопроводностыю (например, на меднуюпластину). Полученный продукт находится в стеклообразном состоянии и непригоден для изготовления люминофора.П р и м е р 4, Аналогично примеру 1, но5 расплав приводят в соприкосновение с монокристаллическим ТБЛ.Полученный продукт вследствие наличия единственного центра кристаллизацииимеет крупнозернистую структуру, вещест 10 во активатора в процессе кристаллизациичастично вытесняется на границы зерен,при этом часть активатора не входит в состав матрицы, В результате содержание активатора в люминофоре неконтролируемо15 изменяется.П р и м е р 5. Аналогично примеру 1, норасплав выливают на слой мелкодисперсного кристаллического ТБЛ, расположенногона подложке с хорошей теплопроводностью20 (например, на медной пластине), Происходит быстрая кристаллизация расплава,Полученный продукт поликристаллический и мелкозернистый, . Его отделяют отподложки, измельчают и просеивают до25 получения частиц с размерами, необходимыми для дальнейшего использования. Заданная концентрация активатора в объемевсего полученного образца уменьшается,так как слой кристаллического ТБЛ частично30 оплавляется и плотно сцепляется с закристаллизованным продуктом.П р и м е р 6 ( по известному способу),Исходный ТБЛ и навеску солей активатораоплавляют при 970 С в платиновом тигле,35 закаливают при 20 С, после чего полученный стеклообразный продукт нагревают до820 С и отжимают в течение 1 ч, Процессэнергоемок вследствие повторного нагреваобразца с последующим высокотемператур 40 ным отжигом л 30 кВт/ч).Таким образом, изобретение позволяетисключить операцию высокотемпературного отжига и соответственно снизить энергоемкость процесса получения указанного45 продукта,Формула изобретенияСпособ получения легированного кристаллического тетрабората лития, включающий сплавление тетрабората лития с50 соединением легирующего компонента, закалку расплава и рекристаллизацию, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью сниженияэнергоемкости процесса за счет исключения операции рекристаллизационного от 55 жига, закалку и рекристаллизациюосуществляют путем выливания расплавана слой мелкодисперсного кристаллического тетрабората лития, легированного тем жекомпонентом и в той же концентрации, чтои исходный расплав.