Способ получения двойных оксидов металлов на основе железа (ii)

Способ получения двойных оксидов металлов на основе железа (ii)

Реферат

 

Двойные оксиды со структурой шпинели используются для получения полупроводниковых материалов. Сущность изобретения: феррит двухвалентного металла из ряда Zn, Mg, Ni, Co и Cd подвергают обработке в планетарной мельнице при энергонапряженности 15-40 Вт/г в течение 0,05-1,0 ч. Предложенный способ позволяет упростить технологию, уменьшить расход электроэнергии, улучшить экологию и добиться стабильности структуры вюстита. 1 табл.

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к синтезу соединений на основе закиси железа, которые могут быть использованы для изготовления полупроводниковых материалов.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является способ получения двойных оксидов железа (II) и металла, в частности двойного оксида FeO Ce₂O₃, заключающийся в том, что стехиометрическую смесь порошков оксида металла и железа (III) подвергают термообработке в восстановительной атмосфере.

Недостатком этого способа является сложность проведения процесса, заключающаяся в необходимости поддержания высокой температуры (до 1400^оС), наличия системы подачи восстановительных газообразных окиси и двуокиси углерода, их регулировки, дозировки и т. п. экологической опасности вследствие применения оксида углерода, недостижимости структуры вюстита получаемых двойных оксидов.

Целью изобретения является упрощение технологии и возможность получения двойного оксида со структурой вюстита, сохраняющей стабильность в течение длительного времени.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве исходных кислородсодержащих соединений используют ферриты двухвалентного металла из ряда Zn, Mg. Ni, Co и Сd, которые подвергают обработке в планетарной мельнице при энергонапряженности 15-40 Вт/г в течение 0,05-1,0 ч.

Полученные целевые продукты анализировались методами рентгенофазового (РФА) и химического анализов.

П р и м е р 1. Феррит Zn(II) - Zn Fe₂O₄ в количестве 2 г помещают в стальной барабан планетарной мельницы АГО, загружают 200 г стальных шаров и подвергают механической активации при энергонапряженности 40 Вт/г в течение 0,05 ч.

Данные РФА: для исходной шпинели d= 2,97; 2,526; 2,1; 1,6; 1,49; для вюстита d= 2,48; 2,14; 1,52.

По данным РФА и химического анализа полученный продукт - соединение состава (Fe_0,7Zn_0,3)О_1,2 со структурой вюстита.

Результаты остальных экспериментов сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, при изменении указанных параметров в сторону уменьшения (примеры 7 и 8) соединения со структурой вюстита не образуется; при запредельных параметрах (примеры 9 и 10) результат аналогичен примерам 1-6, т. е. повышение параметров обработки нецелесообразно. Влияние любого из заявленных металлов в составе исходного вещества одинаково, однозначно.

Целевые продукты, соответствующие указанному составу, обладают структурой вюстита по данным РФА и обладают стабильностью при обычных условиях, в течение более 4 месяцев не наблюдается никаких изменений.

Преимущества предложенного способа состоят в упрощении технологии (не требуется сложного аппаратурного оформления, связанного с подачей, дозировкой, контролем подачи и утечки газов), экономии электроэнергии (обработка в мельнице проводится при комнатной температуре); экологической чистоте (по известному способу используют токсичный оксид углерода); достижении стабильной структуры вюстита.

(56) Авторское свидетельство СССР N 571440, кл. С 01 G 49/00, 1977.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВОЙНЫХ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА (II) из кислородосодержащих соединений соответствующих металлов, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и получения целевого продукта со структурой вюстита, в качестве исходного кислородосодержащего соединения используют феррит металла из ряда, содержащего цинк, магний, никель, кобальт и кадмий, и процесс ведут путем измельчения исходного продукта в планетарной мельнице при энергонапряженности 15 - 40 Вт/г в течение 0,05 - 1,0 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1