Способ получения сложных сульфидов редкоземельных элементов и переходных металлов 1у-у групп

Союз Советских Социалистических Республик(5)М, Кл. С 01 Р 17/00 С 01 Я 1/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) 4 вторы изобретения Научно-исследовательский институт прикладнойматематикии механики при Томском государственномуниверситете(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ СУЛЬфИДОВРЕД 1(ОЗЕМЕЛЬНЫХЭЛЕМЕНТОВ И ПЕРЕХОДНЫХМЕТАЛЛОВ 1 Ч-Ч ГРУПП Изобретение относится к способам получения сульфидов редкоземельных элементов (РЗЭ) и переходных металлов 1 Ч-Ч групп, используемых в качестве термоэлектрических материалов, люминофоров, в качестве полупроводников и т. д. Известен способ получения тугоплавких неорганических соединений;например,сульфидов РЗЭ или переходных металлов 1 Ч-Чгрупп в режиме горения. Процесс взаимодействия протекает в течение нескольких секунд (13.Однако по этому способу получить сложные сульфиды резкоземельных элементов и переходных металлов не удается. Наиболее близким по технической 2 О сущности и достигаемому результату является способ получения сложных сульфидов РЗЭ и переходных металлов взаимодействием серы, РЗЭ и переходного металла в вакуумированных квар цевых ампулах методом транспортных реакций в присутствии иода со ступенчатым повышением температуры до 1200 и обшей продолжительностью синтеза около 160 ч (21. ЗО Однако, термическая устойчивостьсложных сульфидов, получаемых по этому способу, низкая,Цель изобретения - устранениеукаэанного недостаткаПоставленная цель достигается тем,что сложные сульфиды получают взаимодействием переходного металла, серыи сульфида или полисульфида РЗЭ врежиме горения,Процесс синтеза сульфида, например, тиотитаната празеодима проходит в две стадии: сначала взаимодействует титан с серой Т 1 +28 - Т 18 + 80 ккал (1)2,В результате теплопередачи от горячих продуктов к ненагретым процесс самопроизвольно распространяется по всей сис-.еме, Высокие температуры в зоне реакции обуславливают вторую стадию процесса Таким образом, тепловой эффект реакции (1) используется дважды;для синтеза сульфида титана и эатемдля синтеза сложного сульфида - тио8 2 4 гТ 53 Затаз ЙоИЬЯ 5 0 б 0 ла, содержащего редкоземел мент,о т л и ч а ю щ и й с с целью повышения термосто конечного продукта, в каче риала содержащего редкозем элемент, исцользуется его 65 или полисульфид. ьный элея тем, чт кости тве мате- льный ульфид изобретениеучения сложных "сулььных элементов илов 1 Ч-Ч групп высовзаимодействием пеа, серы и материа-,ла пособ пол едкоземел ных метал ратурным го металл о перехокотемп реходнтитаната йразесдима, характеризующийся температурой разложения 640,Добавление сульфида или полисульфида РЗЭ к смеси переходного метал-лаи серы делает возможным сиитезсложных сульфидов, РЗЭ и переходныхметаллов 1 Ч-Ч групп в режиме горения.Способосуществляется безиспользования нагревательных устройств, чтозначителЪно упрощает и удешевляет технологию получения сложных сульфидов.Высокие температуры, необходимыедля образования конечного прбаукта,развиваются за счет собственных энергетических возможностей и существуютлишь В зоне реакции. Стенки прибора, в котором проходит синтез, не.нагреваются и не могут загрязнитьпродукт, Высокие температуры обуславливают полноту реакции и способствуют испарению примесей. Длительность процесса синтеза очень мала - 20менее 1 с. Весь процесс, включая приготовление смесй, загрузку и выгрузку готового продукта, занимает 30 мин.П р и м е р 1. Получение двойногосульфида лантана и титана 25Еат 1.ЯЗ 10,5 г сульфида лантана,1,35 г металлического титана и2,3 г серы тщательно перемешивают.Полученную смесь прессуют в таблетку диаметром 20 мм с относительной . 30плотностью 0,6. Таблетку помещают вприбор постоянного давления. К таблетке .подводят, электроспираль извольфрама или нихромаПрибор закрывают, продувают аргоном и заполняют 4им до давления в 20 атм. На спиралькратковременно подается напряжениене более 40 В и происходит воспламенение таблетки. Затем сбрасываетсядавление и продукт вынимают из прибора.Полученный продукт представляетпорошок коричневого цвета. Найдено:Еа 48,5, Т 1 15,80, Я 35,70. Вычислено,%; Еа 49, Тз. 16,9, Я 34,1.П р и м е р 2. Получение двойного сульфида лантана и ванадия.1,02 г металлического ванадия, 1,2 бгсеры и 3,74 г порошка сульфида лантана тщательно перемешивают, Далееповторяют операцию, аналогичную примЕру 1. Опыт проводят в атмосфереаргона при давлении 10 атм. Данныерентгено-фазового анализа продуктаприведены в таблице.Найдено,: Еа 46,4, Ч 16,3, Я 37,3Вычислено,Ъ: Еа 48,6, Ч 17,85,Я 33,55;П р и м е р 3. Получение двойногосульфида диспрозия и циркония. 0,91 гциркония, 1,51 г серы и 4,21 г сульфида диспрозия тщательно перемешивают, прессуют в таблетки диаметром10 мм. Далее повторяют все операциианалогично примеру 1. Опыт проводятв атмосфере гелия при давлении 20 атм.Найдено,Ъ: Оу 55,8, Ег 16,2,Я 28,0.Вйчислено,Ъ: 0 у 56,37, .Ег 15,82,Я 27,81Термическая устойчивость сложныхсульфидов,715472 2. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью ускорения процесса, синтез проводят в режиме горения.Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское саи,:;етельство СССРМ 255221, кл. С 01 Ъ 1/00, 14.0767. 2. Патент США 9 3851045, кл. С 01 В 19/00, опублик, 261174 (прототип). Заказ 9610/3 тираж 565 . Подпйсное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5