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

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

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик рц715472 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 226977 (21) 2529811/23-26 с присоединением заявки N2 (23} Приоритет -

Опубликовано 1502.80, Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 150280.

{5 м г 2

С 01 Р 17/00

С 01 Я 1/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 546. 65 :82 221. 05

-(088 ° 8) T.B. Казарбина, М.Х. Зиатдинов, Ю.N, Максимов, В.В. Серебренников и A.Ã. Мержанов (72) 4вторы изобретения

Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики при Томском государственном университете (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ СУЛЬфИДОВ

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЬ)Х ЭЛЕМЕНТОВ И ПЕРЕХОДНЫХ

МЕТАЛЛОВ IV-Ч ГРУПП

Изобретение относится к способам получения сульфидов редкоземельных элементов (РЗЭ) и переходных металлов IV-V 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 IV-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 2О сущности и достигаемому результату является способ получения сложных сульфидов РЗЭ и переходных металлов взаимодействием серы, РЗЭ и переходного металла в вакуумированных квар- >5 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 устойчивость сложных сульфидов, получаемых по этому способу, низкая.

Цель изобретения - устранение укаэанного недостатка °

Поставленная цель достигается тем, что сложные сульфиды получают взаимодействием переходного металла, серы и сульфида или полисульфида РЗЭ в режиме горения.

Процесс синтеза сульфида, например, тиотитаната празеодима прохо-. дит в две стадии: сначала взаимодействует титан с серой

Ti +2S TiS + 80ккал (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

+ PrS> = PrTiS (2.) Таким образом, тепловой эффект реакции (1) используется дважды; для синтеза сульфида титана и эатемдля синтеза сложного сульфида - тио3 715472

4 1 им до давления в 20 атм. На спираль кратковременно подается напряжение не более 40 В и происходит воспламенение таблетки. Затем сбрасывается давление и продукт вынимают из прибора.

Полученный продукт представляет порошок коричневого цвета. Найдено:

Еа 48,5, Ti 15,80, S 35,70. Вычислено,%: Za 49, Ti 16,9, S 34,1.

Пример 2. Получение двойного сульфида лантана и ванадия.

1,02 r металлического ванадия, 1,26г серы и 3,74 r порошка сульфида лантана тщательно перемешивают. Далее повторяют операцию, аналогичную примеру 1. Опыт проводят в атмосфере аргона при давлении 10 атм. Данные рентгено-фазового анализа продукта приведены в таблице.

Найдено,%: Za 46,4, Ч 16,3, S 37,3

Вычислено,Ъ: Еа 48,6, V 17,85, S 33,55.

Пример 3. Получение двойного сульфида диспрозия и циркония. 0,91r циркония, 1,51г серы и 4,21 r сульфида диспрозия тщательно перемешивают, прессуют в таблетКи диаметром

10 мм. Далее повторяют все операции аналогично примеру 1. Опыт проводят в атмосфере гелия при давлении 20 атм.

Найдено,Ъ: Dy 55,8, Zr 16,2, S 28,0.

Вйчислено,Ъ: 0у 56,37, .Zr 15,82, Я 27,81 °

Термическая устойчивость сложных сульфидов. ложения, С о о способу - прототипу

Еа ЕгЯ

600

720

580

Sm ZrS .

560

Sm НЬЯ а

670

580

ИЙЧЯ

PrTiS

КатаЯ

HoNbS

420. 640

530

700

850

620

780 титаната празеодима, характеризующийся температурой разложения 640 .

Добавление сульфида или полисульфида Р33 к смеси переходного металла и серы делает возможным синтез сложных сульфидов, РЗЭ и переходных металлов IV-Ч групп в режиме горения.

Способ осуществляется без иСпользования нагревательных устройств, что значительно упрощает и удешевляет технологию получения сложных сульфидов.

Высокие температуры, необходимые для образования конечного пРбМукта, развиваются за счет собственных энергет«ических возможностей и существуют лишь В зоне реакции. Стенки прибора, в котором проходит синтез, не .нагреваются и не могут загрязнить -. продукт. Высокие температуры обуславливают полноту реакции и способствуют испарению примесей. Длительность процесса синтеза очень мала — 20 менее 1 с. Весь процесс, включая приготовление смесй, загрузку и выгрузку готового продукта, занимает 30 мин.

Пример 1. Получение двойного сульфида лантана и титана 25

ЕаТЙ З 10,5 г сульфида лантана, - 1,35 г металлического титана и

2,3 г серы тщательно перемешивают.

Полученную смесь прессуют в таблетку диаметром 20 мм с относительной . 3Q плотностью 0,6. Таблетку помещают в прибор постоянного давления. К таб-. летке .подводят, электроспираль из вольфрама или нихрома.,Прибор закрывают, продувают аргоном и заполняют

«Ф Х««««,ю «, Формула изобретение60

1. Способ получения сложных "сульфидов редкоземельных элементов и переходных металлов IV-Ч групп высо котемпературным взаимодействием rieреходного металла, серы и материа-. 65

1 ла, содержащего редкоземельный элемент,отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости конечного продукта, в качестве материала содержащего редкоземельный элемент, исцользуется его сульфид или полисульфид.

715472

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью ускорения процесса, синтез проводят в режиме горения.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. авторское свидетельство СССР

М 255221, кл. С 01 4 l/00, 14.0767.

2. Патент CIA 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-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Шостенко

Редактор С. Патрушева Техред М.Кузьма Корректор Я. Задерновская