Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария

Авторы патента:

Андреев Валерий Георгиевич (RU)

Адамцов Артем Юрьевич (RU)

Панина Лариса Владимировна (RU)

Читанов Денис Николаевич (RU)

Костишин Владимир Григорьевич (RU)

Налогин Алексей Григорьевич (RU)

C04B35/626 - получение или обработка порошков индивидуально или в шихте

C04B35/26 - на основе ферритов

Владельцы патента RU 2618781:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов бария. Технический результат - повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов в производстве гексаферрита бария, позволяющее снизить температуру обжига, обеспечивающую удельную намагниченность не менее 50 Тл⋅м³/кг, повышенную коэрцитивную силу по намагниченности и остаточную индукцию. Мокрое измельчение стехиометрической смеси карбоната бария и оксида железа проводят в кислой среде, содержащей винную кислоту, карбамид и изопропиловый спирт, при следующем соотношении компонентов, % масс.: винная кислота 0,1-0,5, карбамид 0,8-2,0, изопропиловый спирт 4-10, вода - 27-43, стехиометрическая смесь карбоната бария и оксида железа - остальное. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов бария.

Известен способ получения гексаферритов, включающий смешивание исходной смеси карбоната бария или стронция с оксидом железа сухим измельчением в вибромельнице, синтез гексаферрита из полученной смеси прокалкой, измельчение синтезированной шихты, прессование заготовок из измельченной шихты и спекание (авт. свид. СССР № 1406645 и 1549387).

Сухое измельчение смеси исходных ферритообразующих компонентов не обеспечивает требуемой активности смеси при последующем синтезе гексаферрита, что требует повышения температуры синтеза шихты.

Наиболее близким к предложенному является способ мокрого измельчения шихты, позволяющий повысить активность шихты к синтезу (Летюк Л.М., Журавлев Г.И. Химия и технология ферритов. Л.: Химия. 1983. - 256 с.). Однако достигаемая активность не достаточна для заметного снижения температуры спекания.

Технический результат - повышение коэрцитивной силы по намагниченности гексаферрита бария больше 230 кА/м и повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов в производстве гексаферрита бария.

Технический результат достигается тем, что проводят мокрое измельчение в кислой среде, содержащей винную кислоту, карбамид и изопропиловый спирт, при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Винная кислота	0,1-0,5
Карбамид	0,8-2,0
Изопропиловый спирт	4-10
Вода	27-43
Стехиометрическая смесь карбоната бария и оксида железа	остальное

Сущность изобретения состоит в следующем.

Молекулы изопропилового спирта, разлагая частицы карбоната бария на гидроксид бария и углекислый газ, вызывают насыщение водной среды гидроксидом бария. Винная кислота, связываясь с катионами бария, образует нерастворимые комплексы, которые оседают на поверхности частиц в виде активных гелеобразных прослоек. В результате заметно повышается активность исходных ферритообразующих компонентов к синтезу, позволяющая снизить температуру синтеза гексаферрита бария. Снижение температуры синтеза позволяет получить более активные к спеканию тонкодисперсные порошки гексаферрита, позволяющие снизить температуру спекания сырых прессованных заготовок гексаферрита. Карбамид способствует уменьшению вязкости суспензии, получаемой в ходе мокрого измельчения. В результате также повышается эффективность мокрого измельчения. Пределы содержания винной кислоты - 0,1-0,5% масс., карбамида - 0,8-2,0% масс., изопропилового спирта - 4-10% масс., воды - 27-43% масс. выбраны из следующих соображений. Для обеспечения снижения температуры спекания Т_{спекания}, °C, значения не должны превышать для винной кислоты - 0,5% масс., карбамида - 2,0% масс., изопропилового спирта - 10% масс., воды - 43% масс. При содержании винной кислоты меньше 0,1% масс., карбамида - 0,8% масс., изопропилового спирта меньше 4% масс., воды меньше 27% масс. гексаферрит бария обладает недостаточной величиной коэрцитивной силы по намагниченности.

Данные о влиянии измельчения по предлагаемому способу и прототипу приведены в таблице. Результаты получены усреднением десяти замеров. Как видно из данных, использование предлагаемого способа измельчения позволяет заметно снизить температуру обжига шихты, обеспечивающую удельную намагниченность не менее 50 нТл⋅м³/кг, и последующего спекания прессованных заготовок, повысить коэрцитивную силу по намагниченности и остаточную индукцию бариевых ферритов.

Пример 1. Проводили мокрое измельчение в вибромельнице М-10 смеси карбоната бария ВаСО₃ ГОСТ 2149-75 марки «ч» и оксида железа Fe₂O₃ ТУ 14-106-340-89 марки «ч», винной кислоты (0,1% масс.) ГОСТ 5817-77 марки «чда», карбамида (0,8% масс.) ГОСТ 2081-92, марка А, изопропилового спирта (4,0% масс.) ТУ 6-09-402-87 марки «ч», воды (27% масс.). Для сравнения проводили мокрое измельчение смеси карбоната бария и оксида железа согласно прототипу без добавок. После сушки приготовленные смеси прокаливали в печи ТК-4000 при температуре 800-1000°C. Время нахождения шихты в зоне с максимальной температурой в печи составило 3 часа. Синтезированную шихту во всех опытных партиях измельчали мокрым способом в аттриторе «Арарат» в течение 2 часов с добавлением воды в количестве 40% масс. Из суспензии после мокрого измельчения прессовали заготовки в виде пластин 20×40×5 мм в магнитном поле с напряженностью 700 кА/м на прессе 06ФФГ. После сушки заготовки спекали в туннельной печи «Ель» в интервале температур от 800 до 1200°C. Температура синтеза Т_{синтеза}=870°C, температура спекания Т_{спекания}=1130°C, коэрцитивная сила по намагниченности Hci=278 кА/м, остаточная индукция Br=0,39 Тл.

Пример 2. Проводили мокрое измельчение в вибромельнице М-10 смеси карбоната бария ВаСО₃ ГОСТ 2149-75 марки «ч» и оксида железа Fe₂O₃ ТУ 14-106-340-89 марки «ч», винной кислоты (0,3% масс.) ГОСТ 5817-77 марки «чда», карбамида (1,4% масс.) ГОСТ 2081-92, марка А, изопропилового спирта (7,0% масс.) ТУ 6-09-402-87 марки «ч», воды (34% масс.). Для сравнения проводили мокрое измельчение смеси карбоната бария и оксида железа согласно прототипу без добавок. После сушки приготовленные смеси прокаливали в печи ТК-4000 при температуре 800-1000°C. Время нахождения шихты в зоне с максимальной температурой в печи составило 3 часа. Синтезированную шихту во всех опытных партиях измельчали мокрым способом в аттриторе «Арарат» в течение 2 часов с добавлением воды в количестве 40% масс. Из суспензии после мокрого измельчения прессовали заготовки в виде пластин 20×40×5 мм в магнитном поле с напряженностью 700 кА/м на прессе 06ФФГ. После сушки заготовки спекали в туннельной печи «Ель» в интервале температур от 800 до 1200°C. Температура синтеза Т_{синтеза}=860°C, температура спекания Т_{спекания}=1120°C, коэрцитивная сила по намагниченности Hci=280 кА/м, остаточная индукция Br=0,40 Тл.

Пример 3. Проводили мокрое измельчение в вибромельнице М-10 смеси карбоната бария ВаСО₃ ГОСТ 2149-75 марки «ч» и оксида железа Fe₂O₃ ТУ 14-106-340-89 марки «ч», винной кислоты (0,5% масс.) ГОСТ 5817-77 марки «чда», карбамида (2,0% масс.) ГОСТ 2081-92, марка А, изопропилового спирта (10,0% масс.) ТУ 6-09-402-87 марки «ч», воды (43% масс.). Для сравнения проводили мокрое измельчение смеси карбоната бария и оксида железа согласно прототипу без добавок. После сушки приготовленные смеси прокаливали в печи ТК-4000 при температуре 800-1000°C. Время нахождения шихты в зоне с максимальной температурой в печи составило 3 часа. Синтезированную шихту во всех опытных партиях измельчали мокрым способом в аттриторе «Арарат» в течение 2 часов с добавлением воды в количестве 40% масс. Из суспензии после мокрого измельчения прессовали заготовки в виде пластин 20×40×5 мм в магнитном поле с напряженностью 700 кА/м на прессе 06ФФГ. После сушки заготовки спекали в туннельной печи «Ель» в интервале температур от 800 до 1200°C. Температура синтеза Т_{синтеза}=870°C, температура спекания Т_{спекания}=1120°C, коэрцитивная сила по намагниченности Hci=278 кА/м, остаточная индукция Br=0,39 Тл.

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария, включающий мокрое измельчение смеси, отличающийся тем, что проводят мокрое измельчение в кислой среде, содержащей винную кислоту, карбамид и изопропиловый спирт, при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Винная кислота	0,1-0,5
Карбамид	0,8-2,0
Изопропиловый спирт	4-10
Вода	27-43
Стехиометрическая смесь карбоната бария
и оксида железа	остальное

Изобретение относится к технологии получения окислительно-стойких ультравысокотемпературных керамических композиционных материалов состава MB2/SiC, где М=Zr и/или Hf с нанокристаллическим карбидом кремния, которые могут быть использованы в качестве окислительно-, химически- и эрозионно-стойких материалов в потоках воздуха при температурах выше 2000°С, для создания авиационной, космической и ракетной техники, отопительных систем, теплоэлектростанций, а также в технологиях атомной энергетики, в химической и нефтехимической промышленности.

Способ получения композиционного порошка mb2-sic, где m=zr, hf // 2615692

Изобретение относится к неорганической химии и неорганическому материаловедению, конкретно к получению порошковых материалов состава MB2-SiC, где М = Zr, Hf, содержащих нанокристаллический карбид кремния.

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария // 2615565

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария // 2615562

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов бария. Технический результат - повышение коэрцитивной силы по намагниченности гексаферрита бария больше 230 кА/м и повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов, что приводит к значительному снижению температуры обжига.

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария // 2614005

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов бария. Мокрое измельчение стехиометрической смеси карбоната бария и оксида железа проводят в кислой среде, содержащей полиакриловую кислоту и изопропиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%: лимонная кислота 0,2-1,8, изопропиловый спирт 2-8, вода 28-32, стехиометрическая смесь карбоната бария и оксида железа - остальное.

Способ получения нанопорошка карбонитрида титана // 2612293

Изобретение относится к области металлургии, а именно к нанотехнологии азот-углеродсодержащих соединений титана, которые могут быть использованы в композиционном материаловедении, в том числе в составе модифицирующих комплексов алюминиевых, железо-углеродистых и никелевых сплавов.

Способ изготовления керамических пьезоматериалов из нано- или ультрадисперсных порошков фаз кислородно-октаэдрического типа // 2612174

Изобретение относится к способу изготовления керамических пьезоматериалов из нано- и ультрадисперсных порошков фаз кислородно-октаэдрического типа, содержащих в позиции (В) ионы титана (IV), ниобия (V), циркония (IV), вольфрама (VI).

Способ измельчения смеси карбоната стронция и оксида железа в производстве гексаферритов стронция // 2611814

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов стронция. Мокрое измельчение стехиометрической смеси карбоната стронция и оксида железа проводят в кислой среде, содержащей полиакриловую кислоту и изопропиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиакриловая кислота 0,2-0,6, изопропиловый спирт 4,0-10,0, карбонат кальция 0,2-1,0, вода 28-45, стехиометрическая смесь карбоната стронция и оксида железа - остальное.

Гранулы диборида титана в качестве защиты катодов от эрозии // 2606483

Изобретение относится к гранулам диборида титана, применяемым для нанесения покрытия графитовых катодов в электролизерах при получении алюминия электролизом расплавленной среды и для ремонта отверстий в катодном днище электролизеров.

Способ получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики // 2601073

Изобретение относится к способу получения сверхпроводящих керамических материалов различной плотности на основе сложного оксида YBa2Cu3O7-δ, содержащего преимущественно фазу из наноструктурированных порошков, оптимально насыщенную кислородом, для изготовления компонентов электронной техники и электроэнергетики.

Способ получения прозрачных наноразмерных плёнок феррита висмута // 2616305

Изобретение относится к тонкопленочной технологии получения мультиферроиков, а именно получению прозрачных наноразмерных пленок феррита висмута, которые обладают свойствами мультиферроика при комнатной температуре, так как температура Кюри BiFeO3 830°С, а температура антиферромагнитного перехода 370°С, и может быть использовано в производстве магнитооптических устройств записи, хранения и обработки информации.

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария // 2615565

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария // 2615562

Способ измельчения смеси карбоната стронция и оксида железа в производстве гексаферритов стронция // 2614171

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария // 2614005

Способ получения наноразмерных частиц гексаферрита стронция // 2612289

Изобретение относится к области наноразмерной технологии и может быть использовано для создания носителей информации с высокой плотностью записи, магнитных сенсоров с высокой чувствительностью и т.п., а также для применения в области медицины.

Способ измельчения смеси карбоната стронция и оксида железа в производстве гексаферритов стронция // 2611814

Способ получения наноразмерных частиц гексаферрита бария // 2611442

Способ получения комплекса "золь-гель" по меньшей мере из трех солей металлов и применение способа для получения керамической мембраны // 2608383

Изобретение относится к получению каталитических мембран способом «золь-гель» и может быть использовано в каталитических мембранных реакторах конверсии метана. Способ получения комплекса "золь-гель" по меньшей мере из четырех солей металлов M1, M2, M3, и M4, приемлемых и предназначенных для получения материала типа перовскита, соответствующего общей формуле (I): A(1-x)A'xB(1-y-u)B'yB"uΟ3-δ (I), включает в себя стадии получения водного раствора водорастворимых солей элементов A, A', B, B' и при необходимости В" в стехиометрических соотношениях, необходимых для получения материала, определенного ранее; получения водно-спиртового раствора по меньшей мере одного неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ) в спирте, выбранном из метанола, этанола, пропанола, изопропанола или бутанола, смешанном с водным раствором аммиака в пропорции, достаточной для обеспечения полной солюбилизации неионогенного ПАВ в водно-спиртовом растворе, причем концентрация неионогенного ПАВ в водно-спиртовом растворе меньше критической мицеллярной концентрации; получения золя из указанных компонентов; сушки золя выпариванием растворителя.

Способ получения никель-цинкового феррита с высокими диэлектрическими потерями // 2587456

Предложенное изобретение относится к технологии изготовления радиопоглощающих ферритов, которые находят все более широкое применение в безэховых камерах, для значительного снижения отражения радиоволн от стен.

Способ измельчения смеси карбоната стронция и оксида железа в производстве гексаферритов стронция // 2637703

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов стронция. Технический результат - повышение коэрцитивной силы по намагниченности гексаферрита стронция больше 235 кА/м и повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов в производстве гексаферрита стронция. Проводят мокрое измельчение стехиометрической смеси карбоната стронция и оксида железа в среде, содержащей полиакриловую кислоту, триэтаноламин, изопропиловый спирт и олеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. %: полиакриловая кислота 0,2-0,6, триэтаноламин 0,2-0,6, изопропиловый спирт 2,0-5,0, олеиновая кислота 0,1-0,5, вода 28-45, стехиометрическая смесь карбоната стронция и оксида железа – остальное. 1 табл., 3 пр.