Способ получения дигидрофосфатов,ванадатов,танталатов и ниобатов щелочных и щелочноземельных металлов Советский патент 1981 года по МПК C01D13/00 C01D11/00 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИГИДРОФОСФАТОВ,ВАНАДАТОВ,

ТАНТАЛАТОВ И НИОБАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ

1

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 в присутствии минерализаторов в серебряных или платиновых тиглях при атмосферном давлении или в вакууме til.

Известен также способ получения однозамещенных фосфатов щелочных металлов и аммония путем взаимодействия щелочных солей летучих кислот С фосфорной кислотой и последующей экстраций их спиртами С2Т,

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

Известен также способ получения пленок ниобатов и. танталатов щелочных металлов катодным распылением и разложением паров металлоорганических соединений з,

Однако при этом необходимо использовать термостойкие подложки и преодолевать трудности, возникающие МЕТАЛЛОВ

при получении веществ стехиометрического состава.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения порошков танталатов и ниобатов щелочных металлов гидролизом и пленок этих материалов пиролизом, согласно которому спиртовые раство10ры алкоголятов или фенолятов ниобия, тантала и щелочных металлов подвергают обработке гидроксидом аммония, в результате чего образуется смесь оксидов, .которую подвергают прокали15ванию при 400-700С.При получении пленок исходные смеси подвергают гидролизу при 7boC 4.

Недостатками извест 1ого способа являются применение трудносинтеэи-,

20 руёмых веществ, например алкоголятов, в процессе и высокие температуры прокалки,которые значительно сужают ассортимент подложек.

Цель изобретения - упрощение тех25нологии получения указанных солей, получение продукта в виде порсаика или в виде пленки.

Поставленная цель достигается тем, что оксид соответствующего металла, растворяют в диметилформамиде и смешивают с раствором гидроксида или смеси гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов в воде или спирте, а образовавшийся продукт высушивают при 60-120с.

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 стекиометрического состава, нуждающегося только в просушивании при относительно низких температурах. Получение пленок может проводиться на подложке как из монокристаллов, например KBh, U-i F , NaCt, 51, так и ИЗ стекла с проводящим слоем на нем.

Пример 1. Получение порошка по реакции 2КОН + Н„О - 2 .

К 150 мл 1н.раствора Pjpj-B диметилформамиде прибавляют 300 мл 1н.раствора КОН в пропиловом спирте или воде. После выпадения.осадка его отделяют и сушат при .

Получают мелкокристаллический порошок белого цвета.Идентифицирован методом ИК-спектроскопии и химическим анализом как . Выход - 85-90%.

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

Пример 2. Получение порошков KVO по реакции 2КОН + VoO, - 2KVOa + -Ж/.

К 150 мл 0,5н. раствора Vfpy в диметилформамиде прибавляют 150 мл,1и.раствора КОН в пропиловом спирте или воде. После выпгадения осадка, его отдел5ПОТ и сушат при . Рентгенофизовый анализ показал, «то осадок соответствует ICYO- . Выход - 890 %.

Для получения других ванадатов используют водные или неводные растворы щелочей - ;tilH.OH+ Ва(ОН)п ,UiOH, НаОН, Са(он;1 .

П р и м е р 3. Получение пленок КНдРОж.

К 15 МП пропилового спирта приба1Вляют1 мл 0,03 н.раствора в диметилформамиде и 0,3 мл 0,2 и. раствора КОН, растворенного в воде ((пропиловом или другом спирте) .

Этот раствор стабилен во времени. Подложку из кремния окунают (можно

с вращением в раствор. После 10-кратного повторения толщина пленки достигает 0,2 мкм, после 40-кратного повторения - 1 мкм.

Пример ,4. Получение пленок KNbOj или К TaOj.

К 5 мл 0,1 и. раствора NbjOjCTajOy)

в диметилформамиде прибавляют 5 мл 0,2 н. раствора КОН в пропиловом спирте, воде или другом спирте.

На подложку из кремния наносят пленку как в примере 3.

Пример 5. Получение KNaNb205 по реакции КОН+МаОН+ МЪ,рр - KNaNb,iOg +

Растворы гидроксидов в спиртах или 5 воде смешивают в эквивалентных количествах с соответствующим раствором NbiOg в диметилформамиде как в примере 1.

Формула изобретения

1.Способ получения дигидрофосфатов, ёан&датов, танталатов и ниобатов щелочных и щелочноземельных 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 растворял оксидов соответствующих металлов в диметилформё1миде и растворы гидроксида или смеси гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов в воде или спирте, а образованный продукт высушивают при 60-120 С.

2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что, с целью получения продукта в виде порсяяка, используют О,1-2н.раствор оксида металла и 0,5-2н. раствор гидроксида.

3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что, с целью получения продукта в виде пленки, используют О,О1-0,05н.раствор оксида металла и О,01-0,05н.раствор гидроксида.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 159967, кл. В 27F 5/12, 1970.

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

3.N.F.foeter J.vac.Sci-and , 8, № 1, p.251, 1971.

4.Патент Англии 1046645, кл. С 01 В 25/30, 1966 (.прототип/.