Способ получения диоксида германия тетрагональной модификации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСГУБЛИК 16824 ЛЬСТ продуктП р емкость герман и крытая заливаю кон цент рода ко соотнош ГОСУДАРСТВЕННЪИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДАГЕРМАНИЯ ТЕТРАГОНАЛЬНОЙ МОДИФИКАЦИИ(57) Изобретение относится к гидротермальному способу перекристаллизации диоксида германия тетрагональной модификации Изобретение относится к гидротермальному способу перекристаллизэции диоксида германия тетрагональной модификации - 3= бе 02, который может быть использован как исходное сырье для создания композиционных материалов в пьеэотехнике, в частности в резонаторах и фильтрах различного назначения, и других областях. ь иэобрет а и раэме имер ю 1,0 л 3 я, устана площадь т водный рацией 1,нцентрац ЕНИЕ Ч.1 Сения - увеличение выхода ров кристаллов.1. В кварцевый реактор агружают 250 г диоксида вливают перегородку, откоторой равна 6%, затем раствор хлористого лития 0 мас.% и перекиси водоией 1,5 мас.%. Обьемное : Чн 2 О 2 = 7,0: 1,0. Подго 51)5 С 30 В 7/10, 29/16(р = бе 02), который может быть использован кэк исходное сырье для создания композиционных материалов, в пьезотехнике, в частности в резонаторах и фильтрах различного назначения, и в других областях материаловедения. Цель-увеличение выхода продукта и размеров кристаллов, Способ включает использование водного раствора, содержащего хлористый литий с концентрацией 1,0-1,5 мас.% и перекись водорода с концентрацией 1,5 - 2,0 мас,% при их обьемном соотношении (7 - 9);(1,0 - 1,2). Процесс ведут в кварцевом реакторе при 150 - 170 С, давлении 11 - 15 этм и величине температурного перепада 2 - 4 С, При этих условиях достигнут выход ф = бе 02 до 95,5%, Размер кристаллов 1,2 - 2,1 мм. 1 табл.1 товленныи реактор герметически закрывают и помещают в печь сопротивления с двумя нагревателями, с помощью которых реактор нагревают в зоне растворения до 150 С, вследствие чего в нем создается давление жидкой фазы порядка 11 атм, Температурный перепад между зонами растворения и роста поддерживают равным 2 С, время выдержки в стационарном режиме 8 сут. Исходная шихта растворяется с поверхности, переходит в раствор и за счет кон векции, вызванной температурным перепадом, транспортируется в зону кристаллизации с последующим образованием спонтанных монокристаллов р - Ое 02. Выход кристаллического диоксида германия тетрагональной модификации составляет 91% от массы исходной загрузки, размер монокристиллов 1,2 - 1,3 мм. Спектральныйанализ показывает, что сумма примесей в-бполученных кристаллах составляет 1010, что свидетельствует о их хорошей чистоте,П р и м е р 2. В кварцевый реакторемкостью 1,0 л загружают 250 г диоксидагермания, устанавливают перегородку, открытая площадь которой составляет 6 ,затем через воронку заливают водныйраствор хлористого лития концентрацией 1,0 мас.и перекиси водорода концентрацией 2,0 мас. , при этом объемноесоотношение Чыс: Чн 2 о 2 =-: 9.0; 1,2.Подготовленный к эксперименту реактор герметически закрывают и гюмещают в печь сопротивления с двумя нагревателями. Реактор нагревают до 150 С, вследствие чего внем создается давление порядка 11,2 атм,Температурный перепад между зонами растворения и роста поддерживают равным4 С, время выдержки в стационарном рекиме 8 сут, Процесс протекает аналогичнопримеру 1, Выход монокристаллов = Ое 0292,4%, их размеры находятся в пределах от1,35 до 1,4 мм.П р и м е р 3, Методика и технологияперекристаллизации диоксида германиятетрагональной мсдификации аналогичнапримерам 1 и 2, Физико-химические параметры ведения процесса следующие: концентрация водного раствора ОС) 1,5 мас. и Н 202 2 мас, , температура 160 С, давление жидкой среды 14,1 атм, температурныйперепад 2 С, объемное соотношение Чыс .Чн 202 = 9,0: 1,2. Время выдержки в стационарном режиме 8 сут, Хил 1 изм протеканияпроцесса перекристэллизэции исходнойшихты в монокрисаллы 3-: Ое 02 аналогичен примеру 1.Выход монокрисгэллов 92,7 , их рэз.мер 1,42 - 1,45 мм.П р и м е р 4. Процесс получения кристаллического 3=- ОеОз осущесгвляют аналогично примерам 1-3, Параметры процессакристаллизации; температура зоны растворения 170 С, темпера 1 урный перепад 4" Сконцентрация водного раствора 1 С1,5 мас,, Н 202 2 мас,;, давление 15 этм,объемноесоотношение ОГ 1:Н 202 -9,0:1,2.Время выдержки в режиме 8 сутВ результате описанного технологического процесса происходит образованиекристаллов /3= Ое 02, Выход монокрис 1 эл. лов 3 = Ое 02 от массы исходной шихтыпрактически достигает 95,5" , Чистота кристаллов аналогична примеру 1, Размер кристаллов до 1,1 мм.5 В таблице представлены основные технологические параметры получения и выходмонокристэллов диоксида германия тетрагональной модификации.Использование предлагаемого способа10 получения кристаллического диоксида германия обеспечивает повышение выходапродукта практически до 95,5, его чистоту,простоту и эффективность процесса за счетпроведения его в кварцевом реакторе (в из 15 вестном способе используют стальные автоклавы), низкие температуры и давлениеэксперимента по кристаллизации ф = Ое 02,что важно для техники безопасности и снижения энергозатрат,20 Кроме того, размер полученных кристаллов во много раз превышает размерыкристаллов, полученных известным способом, и составляет 1,2 - 2,1 мм.Реализация предлагаемого способа в25 промышленном масштабе позволит получить зкономический эффект за счет значительного повышения выхода и увеличенияразмеров кристаллов диоксида германия,снижения температуры и давления процес 30 сэ,Формула изобретенияСпособ получения диоксида германиягетрагональной модификации путем пере кристаллизации исходного материала вводном растворе неорганической соли в гидротермальных условиях при повышенной температуре и давлении и наличии температурного перепада между зоной 40 растворения и зоной роста, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода продукта и размеров кристаллов, в кэчестве соли в растворе используют хлористый литий с концентрацией 45 1,0-1,5 мас,и в раствор добавляют перекись водорода до концентрации 1,5- 2,0 мэс,си объемного соотношения хлористого лития к перекиси водорода, равного 7-9: 1,0 -1,2, а процесс ведут в кварце- О вом реакторе при 150 - 170 С, давлении11-15 этм и величине температурного перепада 2-4 С1682413 Составитель В, БезбородоваТехред М,Моргентал Корректор М, Шароши Редактор Н. Гунько Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 3384 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж,Раушская наб 4/5