Способ получения порошкообразных пирониобатов кальция и стронция

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 51)4 С 0 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕЛЬСТ 1, отлто, с целвых продукмас.Х хлмас,Х сул ю п м Ц 6,6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ(71) Ростовский ордена ТрудовогоКрасного Знамени государственный(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 продолжительностиисла операций, термот в присутствии добава натрия и сульфата.и уменьшения чобработку ведуки смеси хлориднатрия,2, Способ пю щ и й с я твышения выходадобавляют 1,7натрия и 2,6натрия, У 11819Изобретение относится к способамполучения порошкообразных пирониобатов кальция и стронция (Са,ИЬ б,Яг ИЬ,О), обладающих сегнето- ипьезоэлектрическими свойствами, 5и может. быть использовано при получении сегнетоэлектрических керамических материалов с температурамиКюри выше 1350 С, а также материаловдля стеклокерамических конденсаторов,10Цель изобретения - упрощение процесса за счет снижения температуры,сокращения продолжительности и уменьшения числа операций,Сущность предлагаемого способа 15заключается в том, что к стехиометрической смеси оксида ниобия 7) икарбоната кальция или стронция добавляют 1,7-2,9 мас.Е хлорида натрияи 2,9-6,6 мас% сульфата натрия, перемешивают компоненты и смеси обжигают. Достаточно провести выдержкупри 850-900 С в течение 1-2 ч. Затемобожженную смесь отмывают водой отхлорида и сульфата натрия и высушива ют, При этом выход продукта составляет 99-1007.,Рентгенограммы порошков пирониобатов кальция и стронция отвечают чистым соединениям без примесей ортои метаниобатов, а также исходныхреагентов, что наряду с результатамихимического анализа подтверждаетвысокую чистоту продуктов.Использование солевого расплавахлоридов натрия и калия, а также других солей не приводит к получениючистых пирониобатов из-за сложныхреакций обмена между солями и оксидом ниобия. Положительный эффект 0достигнут только при использованиисмеси хлорида и сульфата натрия, причем максимальный выход получен прииспользовании смеси, состоящей из1,7-2,9 мас.Х хлорида натрия и 2,96,6 мас,7 сульфата натрия.П р и м е р 1. К 1 г стехиометрической смеси карбоната кальция иоксида ниобия добавляют смесь хлорида натрия и безводного сульфата натрия, взятых в массовом соотношении1:2,26 соответственно. Количествосолевой добавки варьировали от, 0,0500 до 3,5000 г. Смеси перетирали в агатовой ступке, прокаливали 55при 750, 850 и 900 С в течение О, 175 ч, а затем обрабатывали 0,57-нымэаствором соляной кислоты и фильтро 99вали. Осадок высушивали и рентгенографировали, а фильтрат анализировалина количество отмытого кальция,.Процесс образования пирониобата кальцияпротекает с выходом более 997. придобавлении к стехиометрической смесиреагентов 1,7-2,9 мас,Х хлорида натрия и 2,9-6,6 мас.7 безводного сульфата натрия и проведении термическойобработки при 850-900 С в течение1-2 ч.Указанные соотношения компонентов, температура и продолжительностьпроцесса являются оптимальными, Притемпературе ниже 850 С снижаетсявыход 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 значенияза 1 ч и затем с увеличением продолжительности процесса не изменяется,Смесь 4,2957 г карбонатакальцияи 5,7043 г оксида ниобия (У),0; 23 г хлорида натрия и 0,52 г безводного сульфата натрия насыпаютв тигель и прокаливают 1,5 ч при850 С. Затем переносят продукт встакан с водой и промывают осадокна фильтре до отрицательной реакциифильтрата на ионы хлора и сульфата.Масса осадка составила 8, 1110 г, чтосоответствует 1007.-ному выходу продукта.Спеканием при 1350 С полученногопорошка пирониобата кальция изготовлена керамика, которая при 20 С характеризуется С 8 О = (2-8)10 ис /Г = 32, Керамика того же состава, полученная твердофазным способом,характеризуется р О = 5 10 и.Е/Ео = 35. Из приведенных данныхследует, что по своим диэлектрическим свойствам керамика целевого продукта, полученного по предлагаемомуспособу, не уступает синтезированному по твердофазным реакциям.П р и м е р 2. Синтез пирониобата стронция.Смесь 5,2624 г карбоната стронция и 4,7376 г оксида ниобия, 0,25 г хлорида натрия и 0,50 г безводного сульфата натрия прокаливают при 850 С81999 Составитель В. ДубовскаяТехред М. Пароцай Редактор Н. Киштулинец Корректор В, Синицквя Тираж 461 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Заказ 6059/22 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 з 111,5 ч, Затем отмывают. на фильтре от хлорида и сульфата натрия водой и высушивают. Масса продукта 8;3639 г 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 предлагаемомуспособу, Имеют. размер частиц менее1 мкм, что особенно важно для полу чения высококачественной керамики"с минимальной пористостью и дефектностью. Частицы легко отделяютсядруг от друга и в .порошке практичес-.ки отсутствуют агломераты, благодаря чему порошки могут найти примене"ние при изготовлении композитов. Технико-экономический эффект способа состоит в снижении температуры 5 процесса до 850-900 С вместо 1400 Св известном способе, сокращениипродолжительности синтеза до 1-2 ча также сокращении числа стадий процесса за счет исключения операций 20 1 прессования смесейи второго помола.