Способ получения порошкообразных оксидных соединений состава

 

Использование: при изготовлении материалов радиоэлектронной техники, например конденсаторной керамики и тонких пленок. Сущность изобретения: для получения порошкообразных оксидных соединений состава Ba(Mg_1/3Э_2/3)O₃, где Э= Та, Nb, готовят раствор алкоксида тантала или ниобия, в качестве которого используют их бутилаты или метилцеллозольваты, в органическом растворителе, в качестве которого используют метилцеллозольв или бутиловый спирт, вводят магний в виде стружки и проводят гидролиз с использованием гидроксида бария и воды при нагревании смеси, отделение полученного осадка и его сушку в вакууме при 80 - 120°С. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения порошкообразных соединений сложного состава, а именно магнониобата и магнотанталата бария, и может быть использовано при изготовлении материалов радиоэлектронной техники, в частности для конденсаторной керамики и тонких пленок.

Известен способ получения порошкообразных оксидных соединений состава Ba(Mg_1/3Э_2/3O₃, где Э = Та, Nb [1], включающий приготовление алкоксидов (изопропилатов, этилатов) бария, магния и тантала (или ниобия), смешение их в органическом растворителе, представляющем собой смесь одного из неполярных органических растворителей: бензол, толуол, ксилол, этилбензол, гексан, гептанол, гексанол и одного из полярных органических растворителей: метанол, этанол, пропанол, бутанол, введение воды для гидролиза алкоксидов металла (Ba, Mg и Та или Nb) при температуре смеси 85^оС и выше, отделение полученного при гидролизе осадка от маточного раствора центрифугированием или фильтрацией и сушку полученного в виде осадка соединения (смеси) при 120^оС. Способ предусматривает раздельное получение алкоксидов всех участвующих в реакции элементов.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения порошкообразных оксидных соединений состава Ba(M_1/3Э_2/3)O₃, где М = Мg, Zn; Э = Та, Nb [2], включающий приготовление алкоксида тантала или ниобия, смешение полученного алкоксида тантала или ниобия с сульфатами бария и цинка (или магния) в деаэрированной воде, добавление к полученной реакционной смеси 1 н. раствора гидроокиси натрия (NaOH) для гидролиза алкоксидов металлов, выдержку полученной смеси при 80^оС в течение 5 ч, отделение полученного осадка, сушку полученного в виде осадка аморфного порошка при 80-120^оС с последующей термообработкой его для получения кристаллического соединения в кислород- или азотсодержащей атмосфере при 500-900^оС. Способ предполагает использование солей металлов с трудно выделяемыми (отмываемыми) анионами SO₄^2- и катионами Na⁺, а также дополнительную высокотемпературную термообработку для получения кристаллического соединения.

По настоящему предложению способ получения порошкообразных оксидных соединений состава Вa(Mg_1/3Э_2/3)O₃, где Э = Та, Nb включает приготовление раствора алкоксида (этилата и метилцеллозольвата) тантала или ниобия, смешение его с органическим растворителем (бутиловым спиртом или метилцеллозольвом), введение в полученный раствор магния в виде стружки при нагревании раствора до температуры ≈45^оС, смешение полученной реакционной смеси с водным раствором гидроксида бария Ba(OH)₂ при интенсивном перемешивании (реакцию проводят при 80-90^оС в течение 2-4 ч) для гидролиза алкоксидов металлов, отделение образовавшегося осадка (соединения) центрифугированием и сушку в вакууме при 80-120^оС.

П р и м е р 1. Для приготовления раствора, содержащего алкоксиды магния и тантала, 9,24 г бутилата тантала Та(OBu)₅ растворяют в 100 мл бутилового спирта (BuOH). В полученный раствор вводят магний в виде стружки. Растворение магния происходит в течение нескольких минут при нагревании реакционной смеси.

Для приготовления раствора гидроксида бария (Ba(OH)₂) используют Ba(OH)˙8H₂O марки "чда". При температуре 80-90^оС растворяют кристаллогидрат бария в деаэрированной воде и фильтруют в горячем состоянии. Определяют концентрацию горячего раствора Ba(OH)₂.

К водному раствору Ba(OH)₂, помещенному в колбу с обратным холодильником, мешалкой и капельной воронкой, по каплям при интенсивном перемешивании добавляют рассчитанное количество раствора вышеуказанной реакционной смеси в бутиловом спирте. Реакцию ведут при 80-90^оС. При этом сразу образуется объемистый осадок. Полученную смесь продол- жают интенсивно перемешивать при этой температуре в течение 3 ч. Затем осадок отделяют от маточного раствора центрифугированием и высушивают в вакууме при 100^оС. По данным рентгенофазового анализа порошок представляет собой кубическую фазу Ba(Mg_1/3Ta_2/3)O₃. В таблице приведены примеры осуществления способа.

Предложенный способ позволяет получать высокочистые и однородные порошки с высоким содержанием кристаллической фазы (со структурой перовскита) соединений состава Ba(Mg_1/3Э_2/3)O₃, где Э = Та, Nb.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ ОКСИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СОСТАВА Ba(Mg_1/3Э_2/3)О₃, где Э - Та, Nb, включающий приготовление раствора алкоксида тантала или ниобия в растворителе, введение в раствор компонентов, содержащих магний и барий, гидролиз алкоксидов с использованием гидроксида металла и воды при нагревании смеси, отделение и сушку полученного осадка при 80 - 120^oС, отличающийся тем, что в качестве алкоксидов тантала или ниобия используют их бутилаты или метилцеллозольваты, в качестве растворителя - метилцеллозольв или бутиловый спирт, магнийсодержащий компонент вводят в раствор в виде металла, введение в раствор барийсодержащего компонента и гидролиз алкоксидов металлов осуществляют в одну стадию путем добавления водного раствора гидроксида бария Ba(OH)₂ с концентрацией 5 - 20 мас.%.

РИСУНКИ

Рисунок 1