Способ получения оксидных порошков

ОП ИСАНИЕ 6679551 С Ресвублми ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИЛЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свид.ву 51) М. Кл.2 С 04 В 35/ С 011 2 У 0 влено 27,05.77 21) 2490288/29-33 еиием заявки спи Гвеударетвеей еитат СССР ав делам зобретенл в втротй:66.065.5 79 3 Ц 088.8) Опубликовано 15.08,79.Бюллетень Лата опубликоваиия описания 18.0 Н. Н. Олейников, Ю, Д. Третьяков, А. П. Можаев М, А, Кузнецова и В. И. Першин(72) Авторы изобретеии намени осковский ордена Ленина и ордена государственный университет 71) Заявите удового Красного . М, В, Ломояосо ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДНЫХ ПЮРОШКО ни продук м сло олевого лученно азло иброкипяшготовых из неподвижном ил ования и обжиг пре ельность технологич ариант естнолими сушк ие и руетсякотораяергоемка логия предусма ожных устройс мационная кам правило, гром чие такихляется сутановки,роги,ль изоб- упрошение счет исключ стигается проения ву ехнологии ия растворител нной камере, а та водоотнима пр цих 1 та мпера турахе - 20 С)ратур позволяе.7(.И ЬизИзобретение относится к области получения неорганических поликристаллических солевых или оксидных порошков,Последние находят широкое применениев современной химической промышленности для производства изделий из ферритов, пьезов - и сегнетоэлектриков, катализаторов, красителей, химическихреактивов и т.д,Известно, что для повышения химиеской гомогенности микрообъемов о сидных порошков используют криохимический метод получения, состояший изследующих операций: диспергированияводного раствора солей (преимущественно сульфатных); замораживания микрокапель раствора в жидком, несмешивающемся с водой и нереагируюшем с раствором хладагенте (преимущественно вгексане); отделения замороженных криогранул от хладагента путем фильтрации;удаления растворителя (преимущественноводы) путем сублимации при пониженныхтемпературах и давлениях; термического ли и 11.Продолжи цикла в изв кого синтеза лимационной на по време данная техно сублимационной сушкиУказанная цель до нием операции удален воды не в сублимацио обработке криогранул средством при низких (преимущественно ниж зование низких темпе криохимичесстадией субпродол житель. Кроме того тривает налив, каким яв ра. Такие усздки и до67955 3бежать потери некоторых компонентов,наблюдаемых при комнатных температурахза счет растворимости при комнатной температуре в системе "вода-водоотнимаю.шее средство",Способ получения оксидных,материалов состоит в том, что исходные растворы солей (преимущественно сульфатных)диспергируют, замораживают в жидкомхладагенте, отделяют от .последнегокриогранулы и обрабатывают их водоотнимаюшим средством (например, ацетоном или спиртом) при низких темпераотурах от -20 до - 50 С, Выпадающиепри атом соли отделяют фильтрованием,сушат на воздухе и подвергают термическому разложению.П р и м е р 1. Получение гематита,легированного двуокисью олова,Навеску металлического олова весом 0,0116 г растворяют в смесиН ВО,: Н 0 (3 мл:1 мл) при осторожоном нагревании при 60 С. Охлажденныйдо комнатной температуры раствор прибавляют к 19,0737 г соли Мора и0,0126, г (МН 4) 504, доводят общийобъем раствора до 105,7 мл дистиллированной водой. Полученный раствор диспергируют пневматической форсункой приизбыточном давлении азота 0,5 атм вжидкий азот при интенсивном перемешивании. Криогранры помешают в охлажденный до -20 С ацетон. Соотношение объема ацетона к объему криоогранул5:1. Обработку ацетоном при -20 С ведут в течение 1 ч, после чего температуру смеси повышают до комнатной, Осадок отделяют от водно-ацетоновой смеси фильтрованием. Полученные солевыепорошки подвергают термическому разоложению при 850 С в течение 2 ч. Изполученных порошков прессуют таблеткиднам. 6 ммвысотой % -3 мм при давлении 5000 кг/см, которые спекаютпри 1100 С в течение 1. ч на воздухе. 10 15 20 30 40 45 На полученных таблетках измеряют термодинамические условия (Т- температура, Ро - парциальное давление50 кислорода),. прикоторых происходит переход от дырочной р 1 к электронной ц 3 проводимости. Такие измерения позволяют оценить степень однородности распределения микрокомпонента в материале.55Равновесное значение 6 Ра,; отвечающие условию 13=1,Р 3,при 1050"С равно - 3, 1+0,1 при содержании олова 0,4 мойЛ. Для чистой Гбд Оз значение 13 д РО, отвечающее условию 1.11.1: 1.р 1при 1050 С, равно -3,9+0,1.Как виднс из приведенных данных,введение окиси олова в структуру окиси/железа заметно повышает вклад электронной составляющей проводимости. Вто ке время при идентичных условияхзамораживания исходного раствора и термической обработки сухих солей, способудаления растворителя (воды) не влияетна распределение микроколичеств оловав матрице ЕЮО . Однако по предлагаемому способу получения снижаются затраты энергии с 7-10 квт/час до 0,71,0 квт/час, времени процесса с 10-.12 ч до 2-3 ч без ухудшения конечныхсвойств материала,П р и м е р 2. Получение гематита,легированного двуокисью олова.В условиях примера 1 в качествеводоотнимающего средства исполюуюХэтиловый спирт с температурой -20 С,Получают материал с аналогичными свойствами,П р и м е р 3. Получение высокоплотной окиси алюминия, легированной .окисью магния,Исходный раствор получают смешиванием 130 7, 7 мл раствора А 6 ( 604 )с концентрацией 0,256 1 г А 65(бо 4 lмти 6,0 мл раствора МЦбо 4 с концентрацией0,00371 г МдО/мл. Полученный раствор диспергируют в условиях примера 1и оборабатывают ацетоном (5:1) при-40 С в течение 1 ч. После отделениявыпавшей солевой массы от Водно-.ацетоновой смеси получают сухой продукт.Последний подвергают термическому разоложению при 1100 С в течение 2 ч навоздухе, Полученные порошки имеютудельную поверхность 120 м /г, измеренфную по методу БЭТ. Из полученных оксидных порошков в условиях примера 1прессуют таблетки, которые спекают при1750 С в вакууме 10 мм Нг в течение3 ч,Плотность полученных образцов, измеренная гидростатическим взвешиваниемв толуоле, составляет 99,75% от теоретической (3,99 г/см ). Отметим, чтоЭполученная методом сублимационной о 9 шки окись алюминия имеет плотносТь99,8% от теоретической. По цредлагаемому способу полученная керамика имеетсредний размер от 3 до 20 мкм, а визвестном способе (см, выше) от 2 до10 мкм. Таким образом предлагаемаятехнология получения керамики позво6795516изводить весь процесс с использованиемпростого и дешевого оборудования. 5ляет снизить энергетические и временные затраты без ухудшения конечных свойств материалов.П р и м е р 4. Получение высоко- плотной окиси алюминия, легированной окисью магния.В условиях примера 3 в качестве водоотнимаюшего средства испольэуюот этиловый спирт с температурой -40 С. Получают материал с аналогичными свойствами.Использование приемов предлагаемого способа позволяет отказаться от сублимационной сушки - операции длительной ( 10-12 ч), энергоемкой (7- 10 квт/час) и требующей начнчия дорогостояших сублимационных установок. Получение порошков по предлагаемому способу занимает меньше времени (1-2 ч), требуст меньше электроэнергии (0,7-0,8 квт/час) и позволяет проФормула изобретения Способ получения оксндных порошковпутем диспергирования растворов солейв жидкий, несмешивающийся с водой 10 хлалагент, замораживания гранул, обез воживания, сушки и термического разложения, о т л н ч а в ш н й с я тем,что, с целью упрощення способа, сннжения энергозатрат н времени, обеэвожи ванне гоанул ведут обработкой водоотннмаюшим уедством при температуре от-20 до-.50 С.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Патент США Хф 3,551.553,кл. 264-14, 1970.Составитель С. ШакнджановаРедактор Э. Шибаева Техред М, Келемеш Корректор А. ГриценкоЗаказ 4726721 .краж 702 Подпнсное БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откры,гий 113035, Москва, Ж, Раушская.наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4