Способ получения керамического порошка на основе титаната бария

Способ получения керамического порошка на основе титаната бария

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республик (ii) 791699 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (51)M. Кл. (22) Заявлено 06.07.78 (2l ) 2640072/29-33

С 04 В 35/00 с присоединением заявки J% (23) Приоритет

Гасударственный квинтет

СССР

ОпубликованоЗQ12 80. Бюллетень .%48

Дата опублнковання описанкя30.12.80 до делан изобретений н открытий (5Ç) УЙ К 666.655 (088.8) Т. Ф. Лимарь, A. Н, Борщ, Л. H. Доброгорская, В. Г. Старенченко, Л. П. Мудролюбова, Б. А. Ротенберг, Г. Г, Горовой, Б. А. Опихалов, Х. К. Ураев и Т. П. Фрадкина (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПОРОШКА

HA ОСНОВЕ ТИТАНАТА БАРИЯ

Изобретение относится к химическому производству материалов дпя радиоэлектронной техники и может быть использовано преимущественно при изготовлении высокочастотных керамических конденса. торов, В настоящее время для изготовления различных типов высокочастотных конден.саторов повышенной удельной емкости используются керамические материалы на

50 основе титанатов бария и редкоземельных элементов.

Известен способ получения конденсаторных керамических материалов, основанный, на механическом смешивании окислов ти15 тана и редкоземельных элементов с карбо-; натом бария с последующим синтезом при температуре 1300-1350 С 1

Однако известный способ обладает спедукицими недостатками: необходима предварительная прокапка окислов редкоземельных элементов при 1000-1200- С для обеспечения воспроизводимости заданного состава; высока температура синтеза

2 кристаллической фазы керамики и наличие даже при такой температуре примесей посторонних фаэ; высока температура спекания керамики (1360-1420 С) и она нестабильна; нестабильные электрические свойства керамики.

Наиболее близким к изобретению техническим решением явпяется способ получения твердого раствора апюмината пантана-титаната кальции, при котором используют растворение водной суспензия карбо ната кальция в водном растворе четыреххлористого титана и водной суспензии окиси пантана в растворе четыреххпористого титана и водной суспензии окиси лантана в растворе нитрата алюминия, предварительно подкнспенного до значения рН 1-2 @Д. Полученные растворы смешивают и смесь обрабатывают аммиачным раствором карбоната аммония, осадок отделяют, сушат и подвергают термообработке. Этот способ позволяет провести частичную нейтрализацию раствора Т1СИ+ при

3 7916 получении твердых растворов алюмината лантана-титаната кальция.

Однако при получении материалов на основе титанатов бария и редкоземельных элементов частичная нейтрализация раствора 7iCO почти не устраняет всех ука5 занных недостатков. Процесс остается сложным, оборудование — громоздким, съем продукции с единицы объема оборудования низкиме

Кроме того, прокалка осадка приводит к образованию твердых спеков, требующих помола в вибромельницах. Последнее ведет к загрязнению продукта железом, очистка от которого;магнитной сепарацией весьма затруднительна. Загрязнение железом продукта вызывает нестабипьность свойств керамических изделий.

Цель изобретения — упрощение процесса, сокращение расхода реагентов и умень- шение отходов.

Поставленная цель достигается тем, что при способе получения керамического порошка на основе титаната бария, включакщем нейтрапнзацию водного раствора четыреххлористого титана, осаждение сое-.

99 4 динений титана, бария и редкоземельнъи . элементов, отделение осадка и его сушку, термообработку, используют в качестве нейтрализужщего агента окислы, гидроокиси или карбонаты бария и редкоземельных элементов, осадок сушат при 100200 С, а перед термообработкой раэмалывают.

Пример. Готовят 2-2,5 молярный раствор четыреххлористого титана и вливают в реактор-смеситель, снабженный мешапкой. При перемешивании в раствор всыпают расчетные количества оксидов (или гидрооксидов, или карбонатов) бария и редкоземепьных элементов. Сюда же при необходимости добавляют растворы солей элементов, вводимых в конечный материап в качестве добавок. Полученную смесь растворов медленно .вливают в реакторосадитель, куда предварительно вводят аммиак, воду и кристаллический карбонат аммония. Копичества компонентов при попучении 10 кг разных материалов даны в табл. 1.

7 91699

CD CD CD Ср цр ц> со

О CD О сО . сО 1 с4 с 1 сц л

Ю е 1 е О О а д e o а о сО с4 о со Q

1 сО r В 1 ж т1 1 Ф Ф 1 с ч л л сЧ

10 Ф Ф

CD СО 00 с4

03 сб С9 с0 Ж

CD ® с9 с0

Л1 О3

Ф, Й

03 О3

6) о

lh

Я а и х

Ш и

1 1

Ф и и . м

О. 0ф Ф d3

Ю Q Ю

1» 1» Ф

М м м о ф 2 фи фд

1

О. .3 (» ф ф ф Ф

1» е 6

Ф

CL м

1» Ф

C ф

& (о

7 79

Образовавшуюся суспензию перемешивают дополнительно 0,5-1,0 ч и выпивают на нутч-фильтр. Осадок отмывают пол постыл от хлор-ионои . Отмытый осадок сушат при. 100-200 С в сушипьном шкафу в течение 10-12 ч, после чего раэмапывают в шаровой мельнице с фарфоровыми шарами,в течение 2-3 ч. Полученный порошок подвергают прокалке при

1100-1150, С.

Готовый продукт используется дпя изготовпения керамических конденсаторов.

Использование предлагаемого способа получения конденсаторных керамических материалов на основе THTBHBTQB бария и редкоземельных элементов обеспечивает по сравнению с существующим способом следующие преимущества.

Исключаются операций по специальному приготовлению растворов солей бария и редкоземельных апементов. Нет расхода кислот на растворение оксидов редкоземепьных элементов.

За счет внесения в раствор Т Ag твердых соединений бария и редкоземельных элементов, не содержащих непетучих анионов, исчезает эффект высапивания соединений и создается возможность повышения концентрации смеси растворов в 1,81699

2 раза..

В 1,3-1,5 раза снижается расход аммиака и карбоната аммония, уменьшается .более чем вдвое расход воды.

Улучшается фипьтруемость осадков и скорость отмывки от СВ -ионов, Уменьшается в 1,5 раза количество отходов производства маточников и промвод, содержащих хлористый аммоний.

10 В 1,5-2 раза повышается производитепьность установки при сокращении количества оборудования и, следовательно производственных площадей.

1д Введение сушки осадка и помола сухого продукта ввиду гораздо меньшей жесткости, чем у прокаленных спеков, облегчает процесс и ликвидирует загрязнение готового продукта примесями железа, что

2О в конечном итоге стабилизирует качество материалов и электрические свойства керамики.

Все эти преимущества предлагаемого,.

zS способа иллюстрируются данными в табл.

2, где показана характеристика производства материала на основе титанатов бария, неодима и висмута, осуществпенного . по известному и предлагаемому способам.

Таблица 2, Готовятся растворы Готовится топько раствор

Приготовпение растворов

Расходуется 550 и оспяной киспоты

Приготовление раствора

Расход осадитепей

1850 кг аммиачной воды 2500 кг угпеаммонийной соли950 кг

1200 кг

Расход воды на .приготовпение растворов .

Ъ и промывку осадка 100 м

36 м

Количество отходов (инесе) 1,1 т

1,6 т

Характервстика производства 1 т материала

ТБНВ по известному и предлагаемому способам.

9 791699 10

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и и качестве нейтрапизующего агента используют окислы, гидроокиси ипи карбонаты

Способ получения керамического порош- бария редкоземельных элементов, осана основе титаната бария с добавками док сушат при температуре 100-200оС, дкоземельных элементов путем нейтра- а перед термообработкой размалывают.

KS ре лизации водного раствора четыреххлористого титана, осаждения соединений титана, бария, редкоземельных элементов, отделении осадка, его сушки и термообработки, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрощения процесса, сокрашения расхода реагентов и уменьшения отходов, в

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СЩА N 3,775142, кл. 106-39, опублик. 1971, 2. Авторское свидетельство СССР

И» 410468, кл. Н 01 В 3/00, 1971.

Составитель Н. Фельдман

Реп.ктор М. Кузьмина Техред А. Ач Корректор М. Шароши

Заказ 937 9/2 1 Тираж 67 1 П оап ис кое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >V-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4