Соединение церит железа и способ его получения

Совоз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОЙ ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(11) 571440 2М. Кл,С 01 З 49/О присоединением ваяв Государстввнимй комитет Соевта Ививотроа СССР оо двлам азвбрвтввав и открмтай(43) Опубликовано 05.09.77. Бюллетень ЗЧЬ (45) Дата опубликования описания 18.10,7. Бе 72) Авторы изобретеии оненкнй аявитель НЕНИЕ ЦЕРИТ ЖЕ ЕГО ПОИзобре хнмнческо ГеО Сег 03 щей форм ение касается нео соединенияотносящегося к грлы звестного ранее цернта железа ппе цернтов обМеО гп СегОэ в хвалентный йоакого-лнбо м исла, применяемогоредкоземельных элеыть использовано в коземельных элемендиаграмм состояния е особенностей форметаллических вклюавах н сталях, легных эле- общую оземелцернт де Ме алла;К лементСпос мулы 1 метрнче д где Ме - д уталла;пп - простые целыедля получения соединенийментов.Изобретенне может бхимии н технологии редтов (РЗЭ) прн изучениисистем с РЗЭ, прн анализмнровання н свойств неченнй в специальных сплрованных РЗЭ.Известны соединенияментов, нмеющне подобнформулу и МеОгп й гО эалентный нон какого-либо м трехвалентнын нон редкоземельног , н способ нх получения 1, об получения соединения общей фор новый. Он состоит в том, что стехн кую смесь порошков окиси железа арок, В. П. Демчук, Л. В. Ганкеннн 3, А. Самойаенко ехинескай институт АН Украинской РоО.Сеаса И СПОСОВНИЯ двуокиси церня спекают прн 1200 - 1400 С в восстановительной атмосфере.Прн этом в качестве восстановительной атмосферы нспользуют смесь окиси н двуокиси углерода, взятых в следующих соотношениях(в вес. %):Окись углерода 20 - 70Двуокись у глерода ЗО - 80Согласно изобретению навескн порошковокиси железа н двуокиси церня смешивают Ю совместным перетнраннем н нз полученной смесн приготовляют таблетки нлн брикеты. Брикетнруют смесь для ускорения контактного взанмодействня веществ. Брикеты в тиглях нз двуокиси церня нлн нз индифферентною ме талла, например платины, помешают в печь с заданной температурой н проточной атмосферой СО - СОг указанного выше состава. Последняя восстанавливает окись железа до за.кнсн н двуокись церня до полутораокнсн по реакциям:1/2 ГегОэ + СО, = ГеО, + 1/2 СОг (1)2 СеОг, + СО = СегОэ + СОг (2) Для получения необходнмой газовой смесииспользуют известные установки, состоящие нз газогенератора, где в результате язанмодейст.вия угля и лвуокнсн углерода образуется требуемая атмосфера, н газоанализатора, напри571440 1,227 1,221 1,191 1,178 1, 169 О, сп.2,07 Ср,3,85 О. сп. 1,55 Ср, 1,46 Ср, 1,39 Ср, 1,38 Ср, 1,33 С.1,235 Сп. 3,44 О, с. 1,94 О. с. 2,73 2,59 Ср,1,90 О, сп.О, с. Сп,О. сп. 1,78 Сп. 2,36 Ср. 1,70 Сп. 2,23 1,58 О, с. О. с. Примечание: О. с,. очень сипьная; С - сипьнвя; Ср. - средняя; Сп, - слабая; О. сп. - очень слабая. мер, типа ГХП - ЗМ, с.помощью которого кон. тролируется состав газовой смеси во время синтеза. Время синтеза (1 О - 50 час) определяется путем периодического (например, через 10 час) контроля количества фаз в продукте синтеза с помощью рентгеиографического и микроско. Пического методов по достижении однофазности продукта нли когда содержание новой фазы составит более 95%. Полученное соединение имееу темно-серый, йочти черный цвет и серый с буровато-зеленым оттенком цвет черты, отражательная способНость его К20 - 25, показатель светопреломления Х = 2,44 +0,02, под микроскопом в темйом поле проявляет буроватые внутренние рефлексы, пикиометрическая плотность его 6,8 г/смз, температура плавления в инертной атмосфере (аргон) 1490- 10 С. Кристаллизуется это соединение в кубической сингонии, о чем свидетельствует его оптическая изотроп; ность и рентгенографические данные.Рентгенограмма, снятая с пробы получен. ного вещества, показала, что оно не содержит ни исходных компонентов - окиси железа и двуокиси церия, ни свободной полутораокиси церия. Лишь несколько слабых линий отождествляются с линиями закиси железа, которая в количестве 3 - 5% наблюдается и под микроскопом, располагаясь в виде тонких прослоек по границам зерен основной фазы. Межплоскостные расстояния синтезированного соединения приведены в таблице.Состав синтезированного соединения отвечает химической формуле ГеО.Се,О. Это доказывается результатами исследования тонкой структуры рентгеновского (, спектра поглощения церия в полученном соединении и даннымн количественного рентгеноспектрального анализа соединения на содержание железа ицерия. Таким образом, трехвалентное состояние церия в полученном соединении и отвечающее теоретическому соотношение компонентов (железа и церия) в ием однозначно определяютэто вещество как соединение ГеОСеОз,Пример. Навески порошков СеО (8,48 г;0,02 моль) и ГеО, марки чда (1,б г; 0,012 моль),предварительно прокаленных на воздухе при1000 С, смешлвают совместным перетираниемв агатовой ступке и иэ полученной смеси спомощью ручного пресса приготовляют таблетки. Последние в тигле из двуокиси церия по.мещают в трубчатую печь, в которой создаютпроточную атмосферу, состоящую из 50 ой оки.си и 50 ОЙ двуокиси углерода, затем: повышаюттемпературу до 1300 С и в этих условиях, допуская колебание состава атмосферы в пределах, указанных выше, проводят синтез в те 15 чение 1 О час, После выдержки в течение 1 О часпечь отключают. Продукты синтеза охлаждаютв атмосфере, строго отвечающей соотношению(в вес. %) СО: СО = 50: 50. По достижениикомнатной температуры таблетки из печи извлекают, перетирают, берут пробу на микроскопический и рентгенографический анализыи повторяют все перечисленные выше операциипоследовательно еще два раза. Общее времясинтеза 30 час. Полученный продукт содержит95 - 97 ф/О церита железа и 3 - 5% примеснойд фазы вюстита, в виде тонких прослоек располагающейся по границам зерен ГеОСеОз Наличие свободной эакнси железа объясняется тем,что двуокись церия на воздухе склонна карбонизироваться, поэтому. она может включатькакое-то количество двуокиси углерода, котоЗО рое и искажает стехиометрнческое соотношениемежду компонентами-окислами железа и церияв исходной навеске.Полученный церит железа имеет описанныевыше свойства.Синтез, проведенный по указанной схеме,но при 1400 С, позволяет получить церит железа в течение однократной десятичасовой выдержки. При 200 С синтез ведется 50 часс четырьмя промежуточными перетнраниямичерез равные промежутки времени,г 17 440 5формула изобретения 63. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве восстановительной атмосферы используют смесь окиси и двуокиси углерода, взятых в следующих соотношениях, вес. о/о,Окись углерода 20 - 70Двуокись углерода 30 - ВО 1, Соединение церит железа ГеОСеОз, относящееся к группе церитов общей формулыпМебв СеО згде Ме - двухвалентный нон какого-либо металла;и, в тп - простые целые числа, для получения соединений редкоземельных элементов,2. Способ получения соединения по п. 1, отличающийся тем, что стехнометрическую смесь порошков окнсн железа и двуокиси церия спекают прн 1200 в 14 С в восстановительной атмосфере. Источники информации, принятые во вни.мание при экспертизе: г1 Е11, Рубннчик Я. С. Соединения двойныхокислов редкоземельных элементов. Минск,1974 г.Р Составитель В. Пополитов едактор 3. Бородкнна Техред О. Луговая 3 аказ 3189/13 Ти аж 658 Подпнсное ПИ Государственного комитета Совета Миннстров СССР по делам изобретений н открытий13035, Москва, Ж.35, Раушская набд. 4/5 филиал ПГП сПатентэ. г. Ужгород, ул. Проектная, 4