Способ получения керамики


 


Владельцы патента RU 2408558:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" (RU)

Изобретение относиться к области материаловедения, в частности к процессам получения керамики на основе сложных оксидов, и может быть использовано в области лазерной и электронной техники. Способ осуществляют следующим образом: образуют исходный раствор хлоридов металлов, входящих в состав синтезируемого соединения, проводят совместное осаждение ионов металлов путем добавления к образованному раствору последовательно водного раствора оксалата аммония и водного раствора щавелевой кислоты. Полученные осадки оксалатов металлов высушивают при комнатной температуре, затем кальцинируют на воздухе при температуре 1050-1100°С в течение 90-150 минут. Полученный полуфабрикат измельчают, компактируют, проводят твердофазное спекание на воздухе в течение 60-90 минут при 1050-1100°С и медленно охлаждают до комнатной температуры. Заявленным способом получают керамику на основе кобальтита лантана и стронция. Изобретение позволяет уменьшить энергетические затраты.

 

Изобретение относится к области материаловедения, в частности к процессам получения керамик на основе сложных оксидов, и может быть использовано в области лазерной и электронной техники.

Керамика состава La0,7Sr0,3CoO3-δ нашла применение в качестве материала катодов газоразрядных приборов и отпаянных СО2-лазеров, в которых она одновременно является и катализатором процесса регенерации наполняющего газа [Петров А.Н., Липатов Н.И., Зыбин Д.Н. и др. Свойства лантан-стронциевых кобальтитов La1-xSrxCoO3-δ как материалов катодов газоразрядных приборов. Неорганические материалы, т.24, №2, 1988, с.294-298].

Керамика на основе La0,5Sr0,5CoO3-δ обладает эффектом гигантского магнитопоглощения в окрестностях перехода из парамагнитного в ферромагнитное состояние (Tc~250K) и может быть использована в производстве радиочастотных приборов контроля магнитного поля и температуры [Беловцев Б.И., Кириченко А.Я., Черпак Н.Т. и др. Эффект гигантского радиочастотного магнитопоглощения в кобальтите La0,5Sr0,5CoO3. Известия Академии Наук. Серия физическая, 2004, т.68, №5, с.647-677].

Известен способ получения плотных керамических образцов на основе соединений La1-xSrxCoO3-δ [B.C.Покажилов. Сверхтонкие взаимодействия на ядрах 139La в перовскитах La1-xSrxCoO3 (х=0,25 и 0,50). Физика твердого тела, 2006, т.48, вып.8, с.1436] методом обычной керамической технологии. При этом приготавливается смесь оксидных порошков из компонентов соединения в соответствующей пропорции. Порошок прессуется в таблетки, которые отжигаются в течение суток при 1000°C на воздухе (с промежуточным трехкратным перетиранием и прессованием в таблетки), а затем при температуре 1300°C в течение 2 суток (с трехкратным перетиранием и прессованием в таблетки) с последующим медленным охлаждением их с печью до комнатной температуры.

Недостатком известного способа являются значительные энергетические затраты как в процессе синтеза соединений, так и в процессе спекания керамик.

Технический результат заключается в уменьшении энергетических затрат за счет снижения температур синтеза соединений La1-xSrxCoO3-δ и спекания керамик на их основе.

Сущность изобретения заключается в том, что способ получения керамики заключается в том, что образуют исходный раствор хлоридов металлов, входящих в состав синтезируемого соединения, проводят совместное осаждение ионов металлов путем добавления к образованному раствору последовательно водного раствора оксалата аммония и водного раствора щавелевой кислоты. Полученные осадки оксалатов металлов высушивают при комнатной температуре, затем кальцинируют на воздухе при температуре 1050-1100°C в течение 90-150 минут. Полученный полуфабрикат измельчают, компактируют, проводят твердофазное спекание на воздухе в течение 60-90 минут при 1050-1100°C и медленно охлаждают до комнатной температуры.

Образование соединения происходит из твердого раствора оксалатов металлов, минуя стадию образования отдельных оксидов. Методом дифрактометрии установлено, что при температуре синтеза ниже 950°C соединение не образуется, а при нагревании выше 1150°C оно разлагается. Время температурной обработки также влияет на образование соединения, которое не успевает образоваться, если выдержка в процессе кальцинирования на воздухе продукта совместного осаждения меньше 90 минут.

Способ осуществляют следующим образом.

Керамика на основе соединений: La0,5Sr0,5CoO3-δ - соединение, обладающее магнитным поглощением при 250°C, это соединение образуется в результате кальцинирования (обработка на воздухе совместно осажденных оксалатов металлов - полученный полуфабрикат и La0,7Sr0,3CoO3-δ - соединение, которое может работать в качестве катода и одновременно катализатора реакции регенерации газовой среды CO2-лазера были получены следующим образом.

Пример 1. Получают исходный раствор, состоящий из 100 мл 0,2 М раствора хлорида кобальта (II), 147 мл 0,68 М раствора хлорида лантана и 50 мл 0,2 М раствора хлорида стронция. При непрерывном перемешивании на магнитной мешалке в исходный раствор по каплям добавляют 300 мл 0,3 М водного раствора оксалата аммония, затем 60 мл водного раствора щавелевой кислоты (9 г на 100 мл воды). Образовавшийся осадок перемешивают еще в течение 1,5 ч, отделяют от маточного раствора, промывают слабым раствором щавелевой кислоты (pH раствора ~3-4), высушивают на воздухе, помещают в алундовый тигель и кальцинируют на воздухе при 1050-1100°C в течение 90-150 минут. С целью получения керамического образца порошок синтезированного соединения измельчают до мелкодисперсного состояния, прессуют компакты под давлением 80 МПа и спекают на воздухе при 1050-1100°C в течение 60 минут. По данным дифрактометрии полученная керамика однофазна, состоит из La0,5Sr0,5CoO3-δ, обладающего кубической структурой (a=3,85-3,86 Å).

Пример 2. Получают исходный раствор, состоящий из 200 мл 0,1 М раствора хлорида кобальта (II), 20 мл 0,5 М раствора хлорида лантана и 100 мл 0,1 М раствора хлорида стронция. При непрерывном перемешивании к раствору добавляют 450 мл 0,2 М водного раствора оксалата аммония и 80 мл водного раствора щавелевой кислоты (7 г на 100 мл воды). Дальнейшая обработка проводилась так же, как и в примере 1. Полученная керамика однофазна, состоит из La0,5Sr0,5CoO3-δ, обладающего кубической структурой (a=3,85-3,86 Å).

Полученные значения параметров кристаллической решетки близки к приведенным в литературе.

Пример 3. Получают исходный раствор, состоящий из 100 мл 0,2 М раствора хлорида кобальта (II), 20 мл 0,68 М раствора хлорида лантана, 30 мл 0,2 М раствора хлорида стронция. При непрерывном перемешивании в исходный раствор добавляют 313 мл 0,3 М водного раствора оксалата аммония, затем 60 мл водного раствора щавелевой кислоты (9 г на 100 мл воды). Дальнейшая обработка проводилась так же, как и в примере 1.

Пример 4. Получают исходный раствор, состоящий из 200 мл 0,1 М раствора хлорида кобальта (II), 28 мл 0,5 М раствора хлорида лантана и 60 мл 0,1 М раствора хлорида стронция, к которому при непрерывном перемешивании добавляется 470 мл 0,2 М водного раствора оксалата аммония и 80 мл водного раствора щавелевой кислоты. Дальнейшая обработка проводилась так же, как и в примере 1.

Керамики, полученные в примерах 3 и 4, однофазны, состоят из La0,7Sr0,3CoO3-δ, обладающего ромбоэдрической структурой (a=5,44 Å, c=13,20 Å.)

Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа заключается в уменьшении энергетических затрат как в процессе синтеза соединений La1-xSrxCoO3-δ (температура синтеза снижена на ~100°C), так и в процессе спекания керамик на основе синтезированных соединений (~на 300-350°C).

Способ получения керамики, заключающийся в том, что образуют исходный раствор хлоридов металлов, входящих в состав синтезируемого соединения, проводят совместное осаждение ионов металлов путем добавления к образованному раствору последовательно водного раствора оксалата аммония и водного раствора щавелевой кислоты, полученные осадки оксалатов металлов высушивают при комнатной температуре, затем кальцинируют на воздухе при температуре 1050-1100°С в течение 90-150 мин, полученный полуфабрикат измельчают, компактируют, проводят твердофазное спекание на воздухе в течение 60-90 мин при 1050-1100°С и медленно охлаждают до комнатной температуры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроительной керамики, в частности к износостойкому высокотвердому трещиностойкому керамическому материалу на основе карбида бора с относительной плотностью не менее 98% и способу его получения, который может быть использован для изготовления керамических изделий, применяемых в качестве элементов аппаратов, работающих в условиях ударных воздействий и интенсивного абразивного изнашивания, например абразивоструйных сопел.
Изобретение относится к химической технологии получения нанопорошков композиционных материалов на основе оксидов свинца, титана и циркония, используемых для получения керамики со специальными свойствами.

Изобретение относится к производству конструкционно-теплоизоляционных золосодержащих керамических материалов и может быть использовано при изготовлении строительной керамики стенового назначения с повышенными теплоизолирующими свойствами.

Изобретение относится к технологии изготовления керамических изделий, а именно к способу приготовления цветного порошка для керамических плиток и установке для осуществления этого способа.
Изобретение относится к области получения тугоплавких керамических материалов, в частности к способам получения нитрида алюминия в режиме горения. .

Изобретение относится к области технологий неорганических веществ и касается процессов получения кордиеритовых огнеупоров из смеси глины, периклаза и оксида алюминия.

Изобретение относится к составу углеродсодержащей массы для производства огнеупоров и может быть использовано для получения углеродсодержащих изделий. .

Изобретение относится к технологии производства многокомпонентных керамических материалов на основе оксидов, в частности пьезокерамических, ферритных и диэлектрических с особыми электрофизическими и эксплуатационными характеристиками.
Изобретение относится к области газофазной металлургии, в частности к получению композиционных металлокерамических материалов. .
Изобретение относится к композиционным керамическим материалам, в частности к материалам, армированным дискретными частицами, для изготовления изделий, обладающих высокими прочностными свойствами.

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов и может быть использовано для изготовления шпинельсодержащих огнеупоров для футеровки тепловых агрегатов

Изобретение относится к области материалов для костных имплантантов и может быть использовано для изготовления биокерамики для лечения костных дефектов

Изобретение относится к технологии получения порошка цирконата лития моноклинной модификации, который может быть использован для изготовления топливных элементов и в качестве конструктивных элементов ядерных реакторов

Изобретение относится к способам получения порошков фаз кислородно-октаэдрического типа, у которых подрешетка В представляет собой совокупность октаэдров ЭО6 (Э - катионы р- и d-элементов), соединенных между собой вершинами, а катионы подрешетки А заполняют различные по геометрии пустоты подрешетки В (например, фазы со структурой типа перовскита), и может быть использовано для изготовления функциональных пьезоэлектрических, диэлектрических и ферримагнитных и смешанных материалов, применяемых в полупроводниковой, пьезоэлектрической и радиоэлектронной технике

Изобретение относится к технологии высокотемпературных керамических материалов конструкционного назначения с повышенными термомеханическими свойствами (футеровка тепловых агрегатов, термостойкий огнеприпас, элементы ударопрочной защиты)

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к оборудованию для производства твердофазных композиционных материалов на основе сложных оксидов, и может быть использовано, в частности, при получении современных электродных материалов для вторичных литий-ионных источников тока

Изобретение относится к области получения материалов на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, и может быть использовано для изготовления композиционных керамических изделий, применяемых в электротехнике, машиностроении, химической, металлургической и других отраслях промышленности
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способам получения тонкодисперсных порошков на основе оксида циркония, который может быть использован для производства плотной износостойкой керамики, материалов для имплантологии, твердых электролитов
Наверх