Способ получения пирониобатов и пиротанталатов двухвалентных металлов Советский патент 1979 года по МПК C04B35/00 C04B35/495 

1

Изобретение относится к способам получения иирониобатов (пиротанталатов) двухвалентных металлов, например кальция, стронция, кадмия, обладающи.х сегнето- и пьезоэлектрическими свойствами и используемых для получения пьезоэлектрических керамических материалов.

Обычно пирониобаты и пиротанталаты двухвалентных металлов получают высокотемпературным синтезом. При этом в качестве исходны.к продуктов используют стехиометрические смеси Nb2O5(Ta2O5) и карбонатов двухвалентных металлов. Например, для получения пирониобатов и пиротанталатов Cd2Nb2O7, Cd2Ta2O7 и 5г2Та2О7 спрессованные образцы, состоящие из смеси Nb2O5(Ta2O5) и карбонатов кадмия или стронция подвергаЕОт сначала обжигу при 1050°С, а затем термической обработке при 1400-1450°С 1.

Педоетатком известных способов получения пирониобатов (пиротанталатов) двухвалентных металлов является высокая температура осуществляемого процесса, его многостадийность.

Паиболее близким техническим рещением к изобретению является способ получения иирониобата кальция, основанный на термической обработке оксида ниобия и карбоната кальция, при температуре 1250°С в течение 24 ч. Иеходные продукты получают цутем перемещивания Nb2O5 и СаСОз в течение 10 ч. Полученную смесь смачивают водой и изотонически сжимают до 5-103 кг/смз 2.

Недостатком указанного способа является присутствие в конечном продукте в качестве примесей мета- и ортониобатов кальция, что отражается на качестве получаемого пирониобата кальция и сиижает его выход. Кроме того, недостатком известного способа является необходимость проведення нроцесса при высокой температуре в течение продолжительного периода времеии.

Целью изобретен 1я является температуры и времени термической обработки, увеличение выхода и стеиени чиетоты конечных вещеетв.

Указанная цель достигается тем, что при получении пироннобатов и пиротанталатов дву.хвалентных металлов путем термической обработки соединений ниобия или тантала и двухвалентного металла, в качестве исходных продуктов используют оксофторониобаты или фторотанталаты двухвалентных металлов, а термическую обработку ведут в токе водяного пара при 300-800°С.

В качестве исходных продуктов используют оксофтороннобаты и гептафторотанталаты двухвалентных металлов, напрнмер

MNbOFs -/гН.О (М - Са, Cd) и MTaF7-/zH,O(M-Sr,Cd).

Исходные продукты подвергают термической обработке в токе водяного пара при 300-800°С в течение 3,5-5 ч.

Процесс осуществляют следующим образом.

Навеску оксофторониобата илп гептафторотанталата двухвалентного металла номепдают в платиновую лодочку, которую вводят в трубчатую печь, нагретую до 200°С, после чего над навеской пропускают ток водяного пара и постепенно повышают температуру. Термпческое разложение оксофторониобатов и фторотанталатов двухвалентных металлов начинается при 300°С и заканчивается при 800°С. Процесс контролируется путем онределення количества выделяющегося фтористого водорода, а также по убыли массы вещества. Полученные пироннобаты и ниротанталаты двухвалентных металлов по данным рентгенографического и химического анализов не содержит примесей мета- и ортониобатов (танталатов), а также пятиокисей ниобия (тантала) и окислов двухвалентных металлов.

Использование данного способа нолучения пирониобатов (пиротапталатов) двухвалентных металлов обеспечивает по сравнению с известными следуюпдпе преимун1.ества:

увеличение вы.хода и степени чистоты пирониобатов (пиротанталатов) двухвалентных металлов за счет использования в качестве исходных продуктов стехиометрических соединений MNbOFs-nbfzO и МТаРг-пИоО;

снижение температуры и времени обработки исходных иродуктов, что значительно унроигает процесс полученпя нироииобатов (пиротанталатов) двухвалентных металлов;

осуществление контроля над процессом термического разложения исходных веП1,еств, которые могут быть получены из продуктов фторидпой переработки редкометального сырья.

Пример 1. 1 г CaNbOF5-2H2O номеniaiOT в платиновую лодочку, которую вводят в трубчатую печь, нагретую до 200°С. Для разложения соли над навеской пропускают ток водяного пара и постепенно повыН1ают температуру печи до . Процесс ведут в течение 4 ч. Вес конечного продукта равен 0,672 г. Выход 99,5%.

Пример 2. 1 г CdNbOF5-4n2O помещают в 1лат 1новую лодочку и проводят процесс тер.мической обработки, как указано в примере 1. Темнерат ра 300-700°С, время 3,5 ч. Вес конечного продукта 0,671 г. Выход 99,7%.

Пример 3. 1 г SrTaF7-2n2O помещают в платиновую лодочку и проводят процесс термической обработки, как указано в нримере 1. Температура 350-800°С, время 4ч. Вес конечного продукта 0,740 г. Выход 99,7%.

Пример 4. 1 г (dTaF7-6Ii2O помещают в платиновую лодочку и проводят процесс термической обработки, как указано в прпмере 1. Температура 350-700°С, время 5 ч. Вес конечного продукта 0,650 г. Выход 99,4%.

Ф о р м } л а i 1 3 о б р е т е н и я

Способ получения пирониобатов и пиротанталатов двухвалентных металлов нутем термической обработки соединений ниобия или тантала и двухвалентиого металла, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры и времени обработки, увеличения выхода н стенени чистоты конечных веществ, в качестве иеходных иродуктов используют оксофторониобаты или фторотанталаты двухва.чентных металлов, а термическую обработку ведут li токе водяного пара при 300-800(.

Ис очпики пп(|)ормаци11,

ир1-и1ятые I5O ппкмачис при экспертизе

1.Смоленский Г. Л. is да. ДЛИ СССР, 1956, т. 108, с. 232.

2.Патент Великсбр iTa;;nii J 1155i35, кл. С Л, 19G8.