Получение тугоплавких соединений в плазме - Краснокутский Ю.И.
Скачать (прямая ссылка):
На дисперсные характеристики порошков наибольшее влияние, как и при получении простых оксидов, оказывает концентрация исходного раствора. Из представленных на рис. 36 седиментограммах порошков, полученных из растворов различной концентрации, видно, что доля частичек, имеющих средний минимальный размер, с уменьшением концентрации раствора увеличивается. Аналогичная зависимость наблюдается при увеличении соот-йошения GjGnn, т. е. при увеличении расхода раствора.
Плазмохимический титанат висмута, модифицировании Добавками оксидов ниобия, использовался для изготовления пьезоэлектрической керамики, для чего из поенных порошков методами изостатического прессо-*««я изготовляли образцы, которые затем обжигали ^ифовали и после этого производили электрофизические пЙ,ЄНия- Бы™ установлено, что обжиг керамики из 11433MeHHbIx порошков происходит при температуре на
4* 99
1410 7,45 140 3 12
1340 7,6 150 1,25 22
Твердофазный синтез из оксидов Плазмохимический синтез из растворов
100 К ниже, чем для контрольных образцов, которые были изготовлены из порошков, полученных обычными методами керамической технологии. При этом плотность керамики была на 10 % выше и приближалась к теоретической для данного материала. Электрофизические параметры керамики представлены в табл. 9.
СИНТЕЗ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ ОКСИДА ЦИРКОНИЯ
Цирконаты элементов Il—IV групп периодической системы, обладая более высокими, чем титанаты, температурами плавления (2270 К) и химической инертностью, имеют большое практическое значение для создания высокоогнеупорных конструкционных керамических материалов, работающих в агрессивных средах. Кроме того, как и титанаты, метацирконаты, имея структуру перов-скита, широко используются для создания на их основе высокотемпературных керамических диэлектриков, обладающих пьезосегнетоэлектрическими, электретными и другими свойствами.
Исследования по синтезу цирконатов проводили в том же порядке, что и при получении титанатов. В качестве исходного цирконийсодержащего сырья применялся кристаллогидрат нитрата цирконила, а так*е соли нитратов соответствующих элементов (Ca, Sr, сл. ва, La, Nd, Pb). При синтезе цирконата бария применял соль ацетата бария. Приготовление растворов осуШ? пп«Л!!Л0СЬ по вышеописанной методике. Кроме раствору cLvPof636 циРконатов использовались также суспензии ScTBv!Sn °СаЖДенных гвдроксидов циркония и cooj-ветствующегоэлемента. Целевые продукты, полученные8
100
оЄЗультате плазмохимического термолиза растворов и Кензий, подвергались рентгеноструктурньш, РЭлек* тронно-микроскопическим и химическим методам иссле-пования.
Анализ фазового состава полученных продуктов покя зал, что в низкотемпературной плазме возможен синтез однофазных порошков цирконата кальция, стронция бария, лантана, неодима. Частично синтезирован щш-конат свинца, и в системе ZrO2 - CdO других соединений, кроме твердых растворов, не обнаружено.
Рассмотрим более подробно основные свойства синтезированных соединений.
Цирконат кальция синтезируется практически пол-яостью (~ ЮО %) как из растворов, так и из смеси осажденных гидроксидов и представляет собой тонкодисперсный порошок белого цвета. Этот синтезированный порошок имел кристаллическую решетку ромбической структуры с параметрами, нм: а = 1,11524, Ь = 1,14925, с = 0,7994. Размер кристаллитов 35,1 (40,3) нм (в скобках приведены размеры кристаллитов порошков, полученных из совместно осажденных шихт гидроксидов циркония и соответствующего элемента).
Цирконат стронция. Синтез этого соединения, как и предыдущего, протекает из растворов и совместно осажденных шихт полностью. Образующийся порошок SrZrO3 имеет белый цвет с розоватым оттенком. Цирконат стронция синтезирован ромбической структуры с параметрами решетки, нм: а = 0,5803, Ь = 0,5846, с = 0,8169. Размер кристаллитов 16,0 (14,8) нм.
Цирконат кадмия. Это соединение в процессе плазмохимического синтеза не получено. Как показал рентге-«офазовый анализ продуктов термолиза растворов и шихты совместно осажденных гидроксидов циркония и кад-мия, последние содержат в своем составе оксиды кадмия, а также его твердые растворы в оксиде циркония. 11ри этом образующиеся твердые растворы оксида циркония имеют кубическую структуру. Размер кристаллитов каждой Фазы имеет следующие величины, нм: оксид циркония -ЦМ24,5), оксид кадмия _ 13,6 (16,2). т Цирконах бария синтезировали из смеси водных рас Йов (концентрация до 15 % в пересчете на оксида) Jjjaxa бария и нитрата цирконила, а также из; шихтыхот 2*ао осажденных гидроксидов бария и Циркония фсаж ЙУ В^ось из смеси ^створов хлоридов бария и щф °нила). В первом случае синтез цирконата бария идет
101
(со 100-м выходом) по целевому продукту. При термол» шихты совместно осажденных гидроксидов циркония бария в продуктах синтеза наблюдается до 5-ю % я « бодных оксидов циркония и бария. Синтезированный ЦИТ конат бария имеет кубическую структуру с параметр решетки 0,419 нм. Размер кристаллитов 20,1 (20,8) н?
Цирконат лантана синтезирован из растворов соедиі нений нитратов и суспензии совместно осажденных гид.' роксидов циркония и лантана. Синтез протекает пол-ностью, а синтезированное соединение — дицирконат лантана — имеет кубическую структуру с параметром решетки 1,0815 нм. Размер кристаллитов 147 (163) нм.
