Способ получения наноразмерных частиц двойных хромитов редкоземельных и щелочноземельных металлов

(51) 01 17/00 (2006.01) 01 37/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ ДВОЙНЫХ ХРОМИТОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ(57) Способ получения наноразмерных частиц двойных хромитов редкоземельных и щелочноземельных металлов. Изобретение относится и области получения неорганических наноструктурированных материалов, обладающих полифункциональными свойствами,представляющих интерес для электронной и микроэлектронной технологии в качестве полупроводниковых,конденсаторных,высокотемпературных резистивных электронагревательных, сенсорных,МГД-электродных и др. материалов.(72) Касенов Булат Кунурович Бектурганов Нуралы Султанович Ермагамбет Болат Толеуханулы Касенова Шуга Булатовна Сагинтаева Женисгуль Имангалиевна Мустафин Едиге Суиндикович Куанышбеков Ерболат Ермекович Сейсенова Айгерим Аспандияровна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Комитета промышленности Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан Изобретение относится к области получения неорганических наноразмерных соединений,которые обладают свойствами, представляющими интерес для полупроводниковых, конденсаторных,высокотемпературных резистивных электронагревательных,сенсорных,МГДэлектродных и др. материалов. В литературе нет сведений о способах получения наноструктурированных частиц не только двойных хромитов редкоземельных и щелочноземельных металлов, но и отдельных хромитов редкоземельных элементов (РЗЭ). В литературе описан только способ получения ненаноструктурных хромитов редкоземельных металлов (Патент РФ 2116252. Способ получения хромитов редкоземельных элементов. Опубл. 27.07.1998 г.). По данной технологии растворяют в воде по отдельности а 3)26 Н 2 и (03)392, затем их смешивают,перемешивают,добавляют поливиниловый спирт и выдерживают до образования геля. Далее высушивают при 100 С и прокаливают при 800 С в течении 3 часа и получают хромит лантана. Хромит иттрия получают следующим образом. Растворяют в воде по отдельности кристаллогидрат оксалата иттрия и хромовой ангидрид, смешивают,добавляют поливиниловый спирт и далее их перемешивают. Выдерживают до образования геля,который высушивают при 100 С и прокаливают при 900 С в течении 1 ч. Таким образом получают хромит иттрия СО 3. Описанный способ в отличии от нашего не предусматривает получение двойного хромита, т.е. хромита щелочноземельного и редкоземельного металлов, но самое главное не предусматривает получение наноструктурированных частиц не только моно хромитов редкоземельных металлов, но и наноструктурированных частиц двойных хромитов редкоземельных и щелочноземельных металлов. Кроме того описанный способ в отличии от нашего требуют дополнительного получения гелей. Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения наноструктурированных частиц двойных хромитов редкоземельных и щелочноземельных металлов. Достигаемый технический результат заключается в комбинировании методов твердофазного взаимодействия оксидов редкоземельных металлов,хромаи карбонатов щелочноземельных металлов с получением равновесного состава двойных хромитов редкоземельных и щелочноземельных металлов с дальнейшим их измельчением на вибрационной мельнице до их наноразмерных частиц. Сущность изобретения заключается в том, что впервые получены наноструктурированные частицы сложных оксидных соединений, обладающие перспективными физическими и физикохимическими свойствами. В нашем случае используется твердофазное взаимодействие исходных компонентов. 2 Исключается получение гелей, операции работы с растворами солей и исходных компонентов. Добавление в состав оксида щелочноземельных металлов приводит к экономии оксида дорогостоящего оксида РЗЭ до 40. Для получения двойных хромитов редкоземельного и щелочноземельного металлов смешиваются стехиометрические количества оксидов хрома , РЗЭ, а также карбонатов щелочноземельных металлов. Добавляя органические растворители(бензол,толуол,этиловый спирт) смеси тщательно перемешивают и перетирают. Растворители способствуют повышению степени дисперсности смесей,ускоряют процесс оптимального равновесного распределения исходных веществ для проведения процессов твердофазного взаимодействия. Затем составы отжигаются при 800 С в течении 5 часов,далее смеси охлаждают, в присутствии указанных растворителей перемешивают и перетирают,проводится термообработка при 1200 С в течении 5 часов, после охлаждения и перетирания смесей их выдерживают при 400 С в течении 5 часов. Полученные равновесные составы измельчают до наноразмерных частиц на вибрационной мельнице(Германия) и их размеры определяются на электронном микроскопе. Пример 1 Смешать стехиометрические количества исходных веществ - оксида иттербия 23, оксида хромаС 23, карбоната кальция. Для достаточного образования пасты добавляют толуол и перетирают смесь. Далее смесь отжигается при 800 С в течении 5 ч. Повторно перетирается с толуолом и опять отжигается при 1200 С в течении 5 ч., после повторной операции перетирания с растворителем проводится отжиг при 400 С в течении 5 часов для получения равновесного состава. Полученный целевой продукт наноструктурированный двойной хромит иттербия и кальция 25,5 с размерами наночастиц 62.286 55.633 34.367 37.794 28.736 48.571 39.601 24.235 45.625 62.330 41.003 54.111 46.361 51.833 36.283 98.660 70.498 57.727 40.430 66.847 87.953 45.85040.092 46.839 47.062 34.344 23.682 30.224 33.574 26.714 43.906 33.777 41.296 49.163 94.902 41.725 48.035 и 36.501 нм кристаллизуется в тетрагональной сингонии со следующими параметрами решетки 10,62 с 17,07 1925,233 16 3 эл.яч.120,33 рент.5,59 пикн.5,540,05 г/см 3. Пример 2 Оксиды иттербия 23, хромаи карбонат бария смешивают, перетирают как в примере 1. Смесь отжигают при 800 С в течении 5 ч., на второй стадии при 1200 С - 5 ч. и при 400 С - 5 ч. Аналогично примеру 1 получены размеры наночастиц и определены параметры решетки конечного продукта - двойного хромита иттербия и кальция состава 2 О 5,5. Выход продукта составляет 98,91,0. Основные преимущества предлагаемого способа- впервые получены наноразмерные частицы двойных хромитов РЗЭ (на примере иттербия) и щелочноземельных металлов- экономия дорогостоящего оксида РЗЭ- исключение золь-гель метода. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ двойных наноразмерных частиц редкоземельных и щелочноземельных металлов с общей формулой 2 О 5,5 (-лантаноид, М-щелочноземельные металлы) методом кратковременного твердофазного взаимодействия,включающий смешивание исходных веществ и отжиг, отличающийся тем,что отжиг ведут в 3 стадии- стадия - при 750800 С,- стадия - 1100-1200 С и-стадия при 400 С длительностью 5 ч. с предварительным перетиранием перед каждой стадией и полученные двойные хромиты измельчают на вибрационной мельнице до наночастиц.