Способ получения монокристаллов оксида сурьмы

 

Изобретение относится к технологии получения монокристаллов оксидов сурьмы и может быть использовано в акустооптике и как композиционный материал для создания сверхпроводящих материалов. Цель изобретения - повышение выхода монокристаллов SbzOa кубической модификации Процесс ведут из водного раствора НМОз и Hz02 концентрацией 10-14 и 4-6 мае % соответственно при 150-180°С, давлении 10- 20 атм, температурном перепаде 45-50°С, используя в качестве исходной шихты 5ЬС1з Объемное соотношение HNOa и Н202 (3,0- 4,2).(1,1-1,3), объемное соотношение жидкой и твердой фазы равно (3,5-4,0):(1,1-1,3). Выход монокристаллов ЗЬаОз кубической модификации 92-94%. 1 з п ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 30 В 7/10, 29/16

ГОСУДАР СТВЕ ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4664735/26 (22) 22,03.89 (46) 15.04.91. Бюл. М 14 (71) Физико-технический институт им. С,У.Умарова (72) М.Н.Цейтлин, B.È.Ïîïîëèòîâ, К.С.Яшлавский и Т.М.Дыменко (53) 621.315.592 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 476783, кл, С 30 В 7/10, 29/16, 1973, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ОКСИДА СУРЬМЫ (57) Изобретение относится к технологии получения монокристаллов оксидов сурьмы

Изобретение относится к способу получения монокристаллов оксида сурьмы и может быть использовано в акустооптике и как композиционный материал для создания сверхпроводящих материалов, Цель изобретения — повышение выхода монокристаллов $Ь20з кубической модификации.

Пример 1. В кварцевый вкладыш помещают химический реактив $ЬС1з марки ос,ч, в количестве 40 г и устанавливают перегородку, разделяющую зоны растворения и роста. Затем в кварцевый вкладыш заливают водный раствор НМОз и Н 02 концентрацией 10 и 4 мас. соответственно при обьемном соотношении, равном 3:1. Объемное соотношение жидкой и твердой фазы составляет 3,5:1,1. Кварцевый вкладыш эапаивают и опускают в автоклав периодического действия емкостью 250 смз. Для создания равновесного давления внутри кварцевого вкладыша и снаружи его про„„. ЖÄÄ 1641900 А1 и может быть использовано в акустооптике и как композиционный материал для создания сверхпроводящих материалов. Цель изобретения — повышение выхода монскристаллов $Ь20з кубической модификации.

Процесс ведут иэ водного раствора Н1чОз и

Hz0z концентрацией 10 — 14 и 4 — 6 мас,% соответственно при 150 — 180 С, давлении 10—

20 атм, температурном перепаде 45 — 50 С, используя в качестве исходной шихты $ЬС1з.

Объемное соотношение Н110з и HzOz (3,0—

4,2):(1,1 — 1,3), объемное соотношение жидкой и твердой фазы равно (3,5 — 4,0):(1,1 — 1,3).

Выход монокристаллов $Ь20з кубической модификации 92 — 94%. 1 з,п. ф-лы, 1 табл. странство между автоклавом и вкладышем заливают водой с коэффициентом заполнения, соответствующим величине коэффициента заполнения раствора НАВОЗ и Hz0z.

Автоклав герметически закрывают и помещают в печь сопротивления, где его нагревают до 1500С с температурным перепадом

At 450, Давление жидкой среды при этой температуре составляет 10 атм. В результате происходит растворение треххлористой сурьмы, ее окисление до оксидной формы (111) и кристаллизация монокристаллов

SbzOa кубической модификации в зоне роста, Размер монокристаллов $Ь20з от 5 до

6 мм, выход составляет 90%.

Пример 2. Методика оформления, последовательности операций и проведения эксперимента аналогична примеру 1, Основные физико-химические параметры ведения процесса получения монокристаллов $Ь20з кубической модификации следующие: количество SbCh 40 r, концентрация

1641900.4 водных растворов НМОз и Н202 составляет 14 и 6 мас, соответственно, объемное соотношение V н1чоз/V p p = 3;1, V нио з + н аког/Ч зьоз=З 5:1,1. температура

150 С, температурный перепад45 С, давление 12 атм. При установившемся стационарном режиме происходит образование монокристаллов оксида сурьмы с выходом

92,5 . Размеры кристаллов составляют 66,5 мм.

Пример 3, Методика оформления, последовательности операций и проведение эксперимента аналогична примеру 1.

Физико-химические параметры проведения эксперимента следующие: количество

ЯЬС!з 40 г, концентрация водных растворов

НМОз и Н202 составляет 10 и 4 мас. (соответственно, объемное соотношение навоз V н ор 3 1 i V HN0 3 + н 202 Ч Зьс!3

=3,5:1. температура 180 С, температурный перепад 45 С, давление 18 атм. При установившемся стационарном режиме происходит образование монокристаллов оксида сурьмы кубической модификации с выходом

93,5, размеры монокристаллов составляют 7-9 мм.

Пример 4. Методика оформления, последовательности операций и проведения эксперимента аналогична примеру 1.

Основные физико-химические параметры ведения процесса следующие: количество

ЯЬС!з 40 г, концентрация водных растворов

Н1чОз и Н202 составляет соответственно 14 и 6 мас.$, объемное соотношение

Ч навоз/Ч н ог=З:1,и Ч нйоз + н2 02/Ч $ьс!3

-3,5:1, температурный перепад 50 С, давление 20 атм. При установившемся стационарном режиме происходит образование монокристаллов оксида сурьмы кубической модификации с выходом 96,0, размеры монокристаллов до 1 см.

Примеры по технологии получения монокристаллов оксида сурьмы кубической модификации приведены в таблице.

Использование предложенного способа получения монокристаллов кубической модификации обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преиму5 щества: воэможность получения практически 1007-ного выхода кубических кристаллов ЯЬрОз при низких параметрах ведения процесса, разработанный способ беэотходен,позволяетзначительноснизить

10 затраты на производство монокристаллов

Sbz0a, связанных с расходом электроэнергии, а также с эксплуатацией дорогостоящих автоклавов. Предложение аффективно, так как позволяет получать монокристаллы

15 Sb?Oz в количествах, лимитируемых только емкостью рабочей аппаратуры и найденными параметрами. Полученные кристаллы могут быть использованы в качестве композита для создания сверхпроводящих мате20 риалов.

Формула изобретения

1. Способ получения монокристаллов

25 оксида сурьмы путем перекристаллизации шихты, содержащей соединение сурьмы, в водном растворе, содержащем Н1чОз, при высоких температуре, давлении и наличии температурного перепада, о т л и ч а ю щ и й30 с я тем, что, с целью повышения выхода монокристаллов $Ь20з кубической модификации, в качестве соединения сурьмы используют ЯЬС!з, в раствор вводят Н202 концентрацией 4-6 мас.)I, при концентра35 ции НИОз 10-14 мас. процесс ведут при

150-180 С, 10 — 20 атм и температурном перепаде 45-50 С.

2. Способ по п1, отл и ч а ю шийся

40 тем, что процесс ведут при объемном, соотношении Н1чОз и H20z, равном (3-4,2):(1-1,3) и объемном соотношении жидкой и твердой фаз, равном (3,5-4,0):(1, 1 — 1.3).