Способ получения дигидрофосфатов,ванадатов,танталатов и ниобатов щелочных и щелочноземельных металлов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗО Р

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИИЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 03.05. 77 (21) 2481063/23-26 (51)м с присоединеиием заявки Ио— (23) Приоритет—

С 01 D 13/00

С 01 Ю 11/00

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и .открытий

Опубликовано 2 3.0931. Бюллетень Н935

Дата опубликования описания 230981 (53) УДК 661.83: 661. . 841 (088. 8) л.в.володько/ л.и.конюшко и т.).майероВФГ

" т (72) Авторы изобретения

Белорусский ордена Трудового гласного Знамени государственный университет им."В".И;йенина(71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИГИДРОФОСФАТОВ,ВАНАДАТОВ

ТАНТАЛАТОВ И НИОБАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ

МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к технологии получения сегнетоэлектрических солей в виде порошков и пленок, используемых в электрических и электрооптических приборах.

Известен способ получения ниобатов и танталатов щелочных металлов путем спекания соответствующих карбонатов с Щ Оки Та О в присутствии минерализаторов в серебряных илн платиновых тиглях при атмосферном давлении или в вакууме (1 .

Известен также способ получения однозамещенных фосфатов щелочных металлов и аммония путем взаимодей" ствия щелочных солей летучих кислот с фосфорной кислотой и последующей экстрации их спиртами 2).

Недостатками этих способов язлЯется длительная термическая обработка, экстракция, очистка от примесей.

Известен также способ получения пленок ниобатов и танталатов щелочных металлов катодным распылением и разложением паров металлоорганических соединений (3).

Однако при этом необходимо испольэовать термостойкие подложки и преодолевать трудности, возникающие при получении веществ стехиометрического состава.

Наиболее близким к изобретениЮ по технической сущности и достиГаемому результату является способ получения порошков танталатов и ниобатов щелочных металлов гидролиэом и пленок этих материалов пиролизом, согласно которому спиртовые растворы алкоголятов или фенолятов ниобия, тантала н щелочных металлов подверга" ют обработке гидроксидом аммония, в результате чего образуется смесь оксидов, .которую подвергают прокаливанию при 400-700 С.При получении пленок исходные смеси подвергают гидролизу при 700 С (4).

Недостатками известного спосОба являются применение трудносинтези-, 20 руемых веществ, например алкоголятов, в процессе и высокие температуры прокалки,которые значительно сужают ассортимент подложек.

Цель изобретения — упрощение тех" нологки получения указанных солей, получение продукта в виде порошка

;или в виде пленки.

Поставленная цель достигается тем, что оксид соответствующего ме30 талла, растворяют в диметилформами865803

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 7973/33 ТиРаж 508 ПоДписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 де и смешивают с раствором гидрокси- да или смеси гидроксидов щелочных и щелочнозвмельных металлов в воде или спирте, а образовавшийся процукт высушивают при 60-120ес.

Кроме того, для получения продукта в виде пррошка используют 0,1-2н. раствор оксида металла и 0,5-2н. раствор гидроксида.

При этом для получения продукта в виде пленок используют 0,01-0,05н. раствор оксида металла и 0,01-0,05н. раствор гидроксида.

В этих условиях реакция проходит сразу с образованием конечного продукта стехиометрического состава, нуждающегося только в просушивании при относительно низких температурах. Получение пленок может проводиться на подложке как из мвнокристаллов, например КВ),4 F,HaCt,&1, так и иэ стекла с проводящим слоем на нем. 20

Пример 1. Получение порошка

КН Р04 по реакции 2КОН + Р О + Н О

2 КНРО4

К 150 мл 1н.раствора Р О в диметилформамиде прибавляют 300 мл 1н.рас-25 твора KOH в пропиловом спирте или воде. После выпадения, осадка его отделяют и сушат при 100 С.

Получают мелкокристаллический порошок белого авета.Идентифииирован ме- . тодом ИК-спектроскопии и химическим анализом как КН РО . Выход — 85-90%.

Аналогично получают порошки других гидрофосфатов, например аммония, лития, бария.

Пример 2. Получение порошков

КУ09 по реакции 2КОН + Ч 0 -в 21010 +

+H 0.

К 150 мл 0,5н. раствора Чд ) в диметилформамиде прибавляют 150 мл;

1н.раствора KOH в пропиловом спирте 40 или воде. После выпадения осадка, его отделяют и сушат при 100 С.

Рентгенофизовый анализ показал, что осадок соответствует kVO . Выход - 8590 %.

Для получения других ванадатов используют водные или неводные растворы щелочей — HH4OH+ Ва(ОН),1. ОН, 14аон, Ca(OH) .

Пример 3. Получение пленок

КНРО4.

К 15 мл пропилового спирта прибавляют 1 мл 0,03 н.раствора. РьО в диметилформамиде и 0,3 мл 0,2 н. раствора КОН, растворенного в воде 4пропиловом или другом спирте) .

Этот раствор стабилен во времени.

Подложку иэ кремния окунают 1можно с вращением) в раствор, После 10-кратного повторения толщина пленки достигает 0,2 мкм, после 40-кратного повторения — 1 мкм.

Пример 4. Получение пленок

КМЬЭ% или К Та0%.

К 5 мл 0,1 н. раствора МЬ О (1 0 ) в диметилформамиде прибавляют 5 мл

0,2 н. растВора КОН в пропиловом спирте, воде или другом спирте.

На подложку иэ кремния наносят пленку как в примере 3.

Пример 5. Получение КйаНЬдО по реакции КОН+ЙаОН+ МАРВ - Кнабе 11 О +

+Н 0.

Растворы гидроксидов в спиртах или воде смешивают в эквивалентных количествах с соответствующим раствором

141 06 в диметилформамиде как в примере 1.

Способ получения дигидрофосфатов, Эанадатов, танталатов и ниобатов щелочных и щелочноэемельных металлов путем химического синтеза их из органических растворов, содержащих соответствующие металлы, с гидроксидом и термической обработки продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии, используют растворы оксидов соответствунж1их металлов в диметилформамиде и растворы гидроксида или смеси гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов в воде или спирте, а образованный продукт высушивают при

60-120+ C

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью получения продукта в виде порошка, используют 0,1-2н.раствор оксида металла и 0,5-2н. раствор гидроксида.

3. Способ по п,1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью получения продукта в виде пленки, используют 0,01-0,05н.раствор оксида металла и 0,01-0,05н.раствор гидроксида.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 159967, кл. В 27 F 5/12, 1970.

2. Патент США 9 2899292, кл. 71-41, 1959.

3.14.F.Foeter ." У.uac.Sei.and Тесов

11ОЕ ", 8, 9 1, р.251, 1971.

4. Патент Англо 9 1046645, кл. С 01 В 25/30, 1966 (прототип).