Способ получения монокристаллов (Sв @ BI @ )NвО @ , где х = 0,1 - 0,3 Советский патент 1991 года по МПК C30B7/10 C30B29/30 

Изобретение относится к получению монокристаллов твердых растворов (Sbi-xBix)Nb04, где ,1-0,3, и может быть использовано в пьезоэлектрической, пироэлектрической технике, а также в химической технологии для создания композиционных материалов.

Цель изобретения - снижение температуры процесса и повышение выхода монокристаллов.

Пример1.В автоклав периодического действия емкостью 200 см помещают исходные компоненты Nb20s, 5Ь20з, В1аОз, взятые в мольном отношении 1:1:0,3. В автоклав заливают водные растворы фтористого калия KF концентрацией 30 мас.% и щавелевой кислоты НаС204 концентрацией 5 мас.%, взятые в объемном соотношении

3,0:1. Соотношение жидкой и твердой фазы составляет 3,0:1. Затем в автоклаве устанавливают перегородку, разделяющую зону растворения и кристаллизации, автоклав герметизируют и помещают в печь сопротивления, где его нагревают до 400° С с температурным градиентом 1,1 град/см. Давление жидкой среды при этой температуре составляет 720 атм. В стационарных условиях исходные компоненты растворяются и за счет естественной конвекции, вы- званной температурным градиентом, транспортируются в зону кристаллизации, где и происходит образование монокристаллов твердых растворов (Sbi-xBix)Nb04. Выход монокристаллов составляет 82% от веса исходной шихты, что в среднем в пять раз превышает выход этих кристаллов в известном способе

О

о

О)

ю а

Пример 2. В автоклав периодического действия емкостью 200 см3 помещают исходные компоненты Nb20s, ЗЬгОз, BlaOa, взятые в мольном отношении 1,2:1,4:0,4. В автоклав заливают водные растворы KF концентрацией 32 мас,% и Н2С204 концентрацией 6 мас.%, взятые в объемном соотношении 4,0:1,2. Соотношение объемов жидкой и твердой фазы составляет 4,5:1,3. Заряженный автоклав с размещенной перегородкой герметически закрывают и помещают в печь сопротивления, где его нагревают до 420° С, вследствие чего давление жидкой среды в нем достигает порядка 760 атм. Температурный градиент составляет 1,5 град/см. При установившемся стационарном режиме происходит синтез монокристаллов твердых растворов {Sbi-xBlx)Nb04. выход которых составляет соответственно 90% от веса исходной шихты, что в среднем в шесть раз превышает выход этих кристаллов в известном способе.

Примерз. В автоклав периодического действия емкостью 200 см3 помещают химические реактивы NbaOs, ЗЬаОз, ВДОз, взятые в мольном отношении 1,2:1,2:0,4. В автоклав заливают водные растворы KF концентрацией 35 мас.% и Н2С204 концентрацией 7 мас.%, взятые в объемном соотношении 4,0:1,2. Соотношение объемов жидкой и твердой фаз составляет 4,5:1,3. Автоклав с размещенной перегородкой г метиэируют т помещают в печь сопротивления, где его нагревают до 440° С, вследствие чего за счет расширения жидкой фазы в нем создается давление порядка 810 атм. Температурный градиент, необходимый для создания пересыщения в растворе, а следовательно, и синтеза монокристаллов, составляет 1,8 град/см. Выход монокристаллов составляет 95%, что значительно превышает выход монокристаллов

(Sbi-xBlx)Nb04, полученных известным способом.

Основные технологические данные по получению монокристаллов твердых растворов (Sbi-xB x)Nb04 и их выходу представлены в таблице.

Из таблицы следует, что использование предлагаемого способа обеспечивает возможность снизить температуру процесса и

интенсифицировать процесс, т.е. повысить выход монокристаллов до 95%.

Предложенный способ практически безотходен, позволяет значительно снизить затраты на производство монокристаллов

(Sbi-xBix)NbO4, связанные с эксплуатацией дорогостоящих автоклавов. Предложение эффективно, так как позволяет получать монокристаллы {Sbi-xBix)Nb04 в количествах, лимитируемых только емкостью рабочей аппаратуры и найденными параметрами. Формула изобретения Способ получения монокристаллов (Sbi-xBlx)Nb04, где ,1-0,3, путем кристаллизации из гидротермального раствора, содержащего оксиды Sb20s, NoaOs, В1аОз и водный растворитель, при высокой температуре и давлении в условиях температурного градиента между зоной растворения и зоной кристаллизации, отличающ и и с я тем, что, с целью снижения температуры процесса и повышения выхода монокристаллов, оксиды берут в молярном отношении Sb203:Nb20s:Bl203 (1,0- 1,2):(1,0-1,2):(0,3-0,4), в качестве растворителя используют смесь растворов KF 30-35 мас.% и H2C2U4 - 5-7 мас.%, взятых в объемном соотношении (3,0-4,0}:(1,0-1,2) и объемном отношении жидкой к твердой фазе (3,0-4,5):(1,0-1,3), кристаллизацию ведут

при температуре 400-440° С, давлении 750- 820 атм и величине температурного градиента 1,1-1,8 град/см.

Изобретение относится к получению монокристаллов (SB_1-XBI_X) NBO₄, где X = 0,1 - 0,3, и может быть использовано в пьезоэлектрической, пироэлектрической технике, а также в химической технологии для создания композиционных материалов. Обеспечивает снижение температуры процесса и повышение выхода монокристаллов. Способ включает гидротермальное выращивание из раствора, содержащего оксиды SB₂O₃, NB₂O₅ и BI₂O₃ и растворитель KF 30 - 35 мас.% и H₂C₂O₄ 5 - 7 мас.%, взятые в предлагаемых соотношениях. Процесс ведут при 400 - 440°С, давлении 750 - 810 атм и величине температурного градиента 1,1 - 1,8 град/см. Выход монокристаллов до 95%. Снижены затраты за счет снижения температуры процесса. 1 табл.