Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА ГЕКСАФЕРИТА БАРИЯ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА ГЕКСАФЕРИТА БАРИЯ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА ГЕКСАФЕРИТА БАРИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: при синтезе порошков методом соосаждения раствор железа готовится из соли FeCl3·6H2 растворением в 0,5-0,7 М HCl. Концентрация железа в приготовленном растворе контролируется титриметрическим методом. Процесс осаждения гидроксидов-карбонатов ферритообразующих элементов осуществляется при pH 7-7,8. 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2026159
Класс(ы) патента: B22F9/22, H01F1/11
Номер заявки: 5005952/02
Дата подачи заявки: 01.07.1991
Дата публикации: 09.01.1995
Заявитель(и): Институт физики твердого тела и полупроводников АН Беларуси (BY)
Автор(ы): Паньков Владимир Васильевич[BY]; Фоменко Георгий Васильевич[BY]; Алиновская Лина Александровна[BY]; Ковалева Лариса Васильевна[BY]; Богуш Анатолий Кандратьевич[BY]
Патентообладатель(и): Институт физики твердого тела и полупроводников АН Беларуси (BY)
Описание изобретения: Изобретение относится к получению магнитных материалов, в частности порошка гексаферрита бария, модифицированного титаном и кобальтом, использующегося в качестве магнитного носителя при вертикальном способе записи информации.
Известен способ получения тонкодисперсного порошка гексаферрита общей формулой M(MeTi)xFe12-2xO19, где M-Ba или Sr, Me-Zn, Ni и (или) Со, х=0-2,0. Способ заключается в том, что соли металлов, входящих в состав феррита, в виде хлоридов или карбонатов измельчаются в шаровой мельнице, смешиваются с карбонатом натрия или калия, и полученная смесь подвергается термообработке при 700-1100оС. После охлаждения смесь, состоящая из феррита и хлорида щелочного металла, отмывается от последнего водой.
Метод не обеспечивает воспроизводимость состава ферритовых порошков вследствие недостаточной однородности смесей веществ после механических операций измельчения и смешивания.
Наиболее близким к заявляемому является способ, заключающийся в смешивании водных растворов хлоридов бария, железа (III), кобальта и титана с раствором карбоната натрия, сушке образующейся суспензии, обжиге порошка при 780-795оС и выщелачивании полученного продукта водой. По этому способу осаждение гидроксидов-карбонатов ферритообразующих элементов осуществляется при рН 5-6. Способ выбран за прототип и объект для сравнения.
Недостатки способа-прототипа: приготовление исходного раствора железа путем растворения навески соли FeCl3 ˙6H2O в воде. Гигроскопичность соли не позволяет взять точную навеску, а отсутствие контроля за концентрацией железа в растворе приводит к тому, что последнее вводится в количестве, не соответствующем заданному составу феррита, в результате чего невозможно получить порошки с воспроизводимыми магнитными свойствами; проведение осаждения гидроксидов-карбонатов при рН 5-6 не позволяет достичь полноты осаждения всех элементов, как следствие также нарушение стехиометрического состава ферритовых порошков и плохая воспроизводимость магнитных свойств.
Цель изобретения - получение порошков с заданными воспроизводимыми магнитными свойствами.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения тонкодисперсного порошка гексаферрита бария общей формулой M(CoTi)xFey-2xO19, где М - барий или стронций, х=0-1,5, y=11,6-12,0, включающем совместное осаждение гидроксидов-карбонатов ферритообразующих элементов путем смешивания растворов карбоната натрия и хлоридов бария, железа (III), кобальта и титана, сушку образующейся суспензии, обжиг сухого остатка и выщелачивание полученного продукта водой, FeCl3 ˙6H2O используется в виде раствора в 0,5-0,7 M HCl, титриметрическим методом устанавливается точная концентрация железа в растворе, а процесс осаждения осуществляется при рН 7-7,8.
Существенные отличия изобретения: приготовление раствора FeCl3 ˙6H2O в 0,5-0,7 M HCl и установление точной концентрации Fe в растворе; осуществление осаждения при рН 7-7,8.
Сущность способа заключается в том, что из растворов хлоридов ферритообразующих элементов, содержащихся в количествах, соответствующих стехиометрическому соотношению элементов в формуле феррита раствором Na2CO3, осаждаются гидроксиды карбонаты. Приготовление раствора FeCl3 ˙6H2O в 0,5-0,7 М HCl позволяет стабилизировать раствор, исключить гидролиз, а установление точной концентрации железа в растворе позволяет корректировать раствор соответственно заданному составу. Полное осаждение компонентов возможно только при рН 7-7,8. Барий осаждается в виде BaCO3 при рН ≈ 7. Эти данные подтверждались проверкой полноты осаждения, а также результатами анализа маточного раствора на содержание в нем бария, железа, кобальта и титана.
Раствор FeCl3 ˙6H2O должен быть 0,5-0,7 М по HCl. Концентрация НCl, меньшая чем 0,5 М, недостаточна для смещения равновесия реакции FeCl3+3H2O FeCl3+ 3H2O Fe(OH)3+ 3HCl Fe(OH)3+3HCl влево, в результате чего часть железа находится в осадке в виде Fe(OH)3. Это вызывает неоднородность образующейся при осаждении Na2CO3 суспензии, которая подвергается далее распылительной сушке. Вследствие этого практически невозможно получить воспроизводимые по свойствам порошки ферритов. При кислотности раствора, большей чем 0,7 М, по HCl значительно увеличивается расход Na2CO3, что, в свою очередь, увеличивает содержание NaCl в конечном продукте, отмывка от которого требует дополнительного времени и объемов воды. Кроме того, увеличение количества Cl-ионов ухудшает воспроизводимость свойств ферритов.
Для получения порошков с воспроизводимыми магнитными свойствами раствор FeCl3 ˙ 6H2O в 0,5-0,6 М HCl контролируется методом титриметрического анализа на содержание в нем железа и при необходимости корректируется соответственно стехиометрическому составу.
Осаждение гидроксидов-карбонатов проводится при рН 7-7,8. При рН, меньшем чем 7,0, не достигается полнота осаждения гидроксидов-карбонатов бария и кобальта, в результате чего полученный феррит не соответствует составу, а следовательно, и заданным магнитным свойствам. Осуществление осаждения при рН, большем чем 7,8, приводит к тому, что накапливающийся в результате гидролиза карбоната бикарбонат уменьшает полезное использование карбоната натрия. В результате этого необходимо вводить большее количество карбоната натрия, что ведет к увеличению NaCl в конечном продукте. Кроме того, при рН, большем чем 7,8, начинается частичное растворение выпавшего гидроксида железа, что приводит к неоднородности раствора, из которого осуществляется осаждение и отрицательно сказывается на воспроизводимости свойств ферритовых порошков.
Выбор значений, указанных в формуле, подтверждается примерами, представленными в табл. 1 и 2. В табл. 2 примеры 1-5 - предлагаемые, а примеры 6-10 - известные.
П р и м е р 1. Берутся расчетные навески исходных солей исходя из формулы феррита Ba(CoTi)0,65 Fe10,3O19, г: BaCl2 ˙2H2O 113,47; CoCl2 ˙2H2O 71,81; TiCl3 15%-ный раствор 310,50 г, и растворяются в 4000 мл воды. Готовится раствор FeCl3 ˙6H2O приблизительной концентрации 100-300 г/л. На каждый литр раствора добавляется 50 мл HCl (уд. в. 1,19). В этом случае кислотность раствора хлорида железа равна 0,6 М по HCl. Комплексонометрическим методом с использование индикатора сульфосалициловой кислоты устанавливается точная концентрация железа в растворе. Исходя из формулы феррита рассчитывается объем раствора хлорида железа, который необходимо взять для приготовления феррита. Если содержание хлорида железа найдено равным 100 г/л, то в данном случае необходимо взять 2762 мл раствора. Водные растворы хлоридов бария кобальта и титана и раствор хлорида железа в 0,6 М HCl сливаются вместе. Готовится 11 л 10%-ного раствора Na2CO3, в который при энергичном перемешивании вливается раствор солей. Образовавшаяся суспензия выдерживается в течение 10-24 ч. Проверяется полнота осаждения, для чего в пробирку отбирается 5-10 мл маточного раствора, к которому по каплям добавляется 10% -ный раствор Na2CO3. Отсутствие помутнения раствора свидетельствует о полном осаждении всех компонентов. В этом случае рН раствора 7-7,8. Полученную суспензию высушивают, твердый осадок подвергают ферритизации.
Из приведенных примеров видно, что выход за пределы формулы приводит к получению ферритовых порошков, отклоняющихся от заданного состава с невоспроизводимыми магнитными свойствами.
Использование изобретения позволяет получать порошки гексаферрита бария с заданными воспроизводимыми магнитными свойствами, что повышает производительность технологического оборудования, дает экономию химических реактивов и трудозатрат вследствие отсутствия необходимости повторных синтезов для получения порошков с заданными свойствами.
Формула изобретения: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА ГЕКСАФЕРИТА БАРИЯ общей формулы
M(CoTi)x Fey-2xO19,
где M - барий,
x = 0 - 1,5;
y = 11,6 - 12,0,
включающий совместное осаждение гидрооксидов-карбонатов ферритообразующих элементов путем смешивания растворов карбоната натрия и хлоридов бария, железа (III), кобальта и титана, сушку образующейся суспензии, обжиг сухого остатка и выщелачивание полученного продукта водой, отличающийся тем, что хлорид железа используют в виде раствора в 0,5 - 0,7 М соляной кислоты с установлением титриметрическим методом точной концентрации железа в растворе, а осаждение осуществляют при pH 7-7,8.