SU1114617A1

SU1114617A1 - Способ получени оксидных порошков

Info

Publication number: SU1114617A1
Application number: SU823436065A
Authority: SU
Inventors: Тамара Николаевна Сопова; Алексей Петрович Федосов; Сергей Сергеевич Коровин; Жанна Ивановна Иевлева; Римма Георгиевна Белянина; Валерий Васильевич Кулагин
Original assignee: Московский институт тонкой химической технологии им.М.В.Ломоносова; Предприятие П/Я В-2679
Priority date: 1982-05-12
Filing date: 1982-05-12
Publication date: 1984-09-23

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИдаЫХ ПОРОШКОВ дл изготовлени керамических изделий, включающий смешивание оксихлорида циркони с соединением иттри , осаждение аммиаком или этилендиамином, сушку и прокаливание, отличающийс тем, что, с целью повышени прочности и термостойкости изделий , предварительно осаждают гидроксид циркони , а затем обрабатывают его нитратом или хлоридом иттри в течение 23-25 ч, а прокалку осуществл ют при температуре 6001200 С в течение 2-3 ч.

Description

35 11 Изобретение относитс к области получени оксидных порошков дл изтотовлени кepa Iчecкиx изделий на основе диоксида циркони , преимущест венна дл твердых электролитов, используемых в металлургической, химической и атомной энергетике. Известен способ изготовлени твер дого электролита на основе диоксида циркорш и оксидов РЗЭ. В этом способе диоксид циркони смешивают с оксидами иттри или кальци , смесь подвергают помолу до размера частиц 1-1,5 мкм, замешивают поливиниловым спиртом, прокаливают при температуре 1450-1800С ГП. Kepat-шка на основе диоксида циркони и оксидов РЗЭ, полученна указанныш способами, не удовлетвор ет тем требовани м, которые предъ вл ют с к керамике дл твердых электролитов по следующим показател м: низка механическа прочность и низкие значени электрофизических характеристик . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ полу чени тонкодисперсных оксидов порошков , включающий смешивание оксихлори да циркони с окисью иттри С ,78 мол,% растворение в сол ной кислоте j осаждение гидроокисей циркони и иттри aMNwaKOM, сушку при , диспергирование в октаноле, сушку н термообработку при С2 При совместном осаждении гидрокси дов, вследствие различи в рН осажде ни гидроксидов ( рН осаждени У(ОН} из хлорида 6,7; рН осаждени гидроксида циркони 1,9 - 2,5 получаютс осадки с неравномерным распределением компонентов. Осажденные гидроксиды имеют в своем составе 30 моль воддл и дл их обезвоживани вводитс операци обработки октанолом. При термическом разложении гидроксидов происходит агрегирование частиц и величина частиц увеличиваетс и как следствие этого разброс физико-механических параметров. Издели изготов ленные из порошка, полученного по да ному способу, имеют недостаточно выс кую прочность и термостойкость. Цель изобретени - повышение проч ности и термостойкости изделий. Поставленна цель достигаетс тем что согласно способу получени оксид ных порошков дл изготовлени кера72 мических изделий, включающему смеши- вание оксихлорида циркони с соединением иттри , осаждение аммиаком или этилендиамином суику и прокаливание , предварительно осаждают гидроксид циркони , а затем обрабатыва-ют его нитратом или хлоридом иттри в течение 23-25 ч, а прокалку осуществл ют при температуре 600-1200°С в течение 2-3 ч. При предварительном осаждении оксихлорида циркони образуетс маловодный гидроксид циркони , который вл етс аморфным продуктом, относ щимс к классу неорганических ионообменников. Аморфный продукт обладает большой реакционной способностью , вследствие чего взаимодействие с растворами, содержащими легирующие добавки, например У2 ° легчено. При использовании этилендиамина или смеси этилендиамина с аммиаком происходит очистка гидроксида циркони от примесей вследствие того, что этилендиамин вл етс комп пе1 сообразователем дл р да примесей. Введение в гидроксид циркони иттри осуществл етс путем обработки гидроксида циркони раствором х-чорида или нитрата иттри в течение 23-25 ч. За это врем сорбционные процессы протекают полностью. При времени взаимодействи 23 ч эти процессы проход т неполностью и продукт взаимодействи при прокаливании будет двухфазным. Врем обработки 23 ч вл етс экономически нецелесообразным . Температура прокаливани продуктов взаимодействи гидроксида циркони и раствора соли иттри составл ет 600 - 1200°С. Она выбрана с учетом перехода в кристаллическое состо ние при температуре 600°С гидроксида циркони с распределенным иттрием и в зависимости от количества добавки. Верхний предел выбран с учетом завершени возможных термических превращений, но при температуре происходит спекание что вл етс нежелательным. Врем прокал1Ш составл ет 2-3 ч, в течение которого удал ютс хлор или нитратионы . Пример 1. Оксихлорид циркони ZrOCla обрабатывают 25% раствором аммиака, осадок промывают водой, отфильтровывают,вы3

сушивают на воздухе. Затем гидрок сил циркони обрабатывают раствором хлористого иттри в мольном отношении ZrOg : 20 0,92 : 0,08. Врем обработки 23 ч, после чего выпарили до сухого состо ни . Сухой порошок помещают в печь и выдерживают при температуре в течение 3-х ч. Далее порошок твердого электролита подвергают помолу, прессованию при давлении 4 т/см и спекают при 1200°С в окислительно атмосфере, после чего полученное изделие термообрабатывают при 1650«С.

Пример 2. Оксихпорид циркони ZrOCla SHjO обрабатывают раствором этилендиамина, осадок пром 1вают водой до рН 7, отфильтрывают , высушивают на воздухе. Затем гидроксид циркони обрабатывают рас ,вором хлористого иттри при мольном соотношении ZrO : 0,88 : 0,12. Врем обработки составл ет 23,5 ч, после чего выпаривают до сухого состо ни . Сухой порошок помещают в печь и выдерживают при температуре 800°С в течение 2,5 ч. Далее порошок твердого электролита подвергают помолу, прессованию при

давлении 4 т/см, спеканию npk в течение 2,5 ч в окислительной среде и далее подвергают термообработке при .

Пример 3. Оксихлорид цирко ни ZrOClj 8Нг.О обрабатывают смесью растворов аммиака и этилендиамина в отношении 1:1. Осадок промывают водой, отфильтровывают, высушивают на воздухе. Затем гидроксид циркони обрабатывают раствором нитрата иттри в мольном отношении ZrO : 1 0,9 : 0,1, врем обработки составл ет 24 ч, после чего вы174 ,.

паривают до сухого состо ни . Сухой порошок помещают в печь и выдерживаюгг при температуре в течение 3-х ч. Далее порошок твердого электролита подвергают помолу, прессованию при давлении 4,5 т/см, смешению при 1260 С в оксилительной среде и термообработке при 1650-1700.

Пример 4. Оксихлорид циркони ZrOCLi обрабатывают 25% раствором аммиака, осадок промывают водой, отфильтровывают на воэдухе , затем гидрооксид обрабатывают раствором хлористого иттри в мольном отношении ZrO : 0,92 : 0,08. Врем обработки составл ет 25 ч, после чего раствор выпаривают до сухого состо ни . Сухой порошок помещают в печь н и выдерживают при температуре в течение 2 ч. Далее порошок твердого электролита подвергают помолу. прессуют при давлении 4,5 т/см и спекают при температуре в окислительной атмосфере и термообрабатывают при температуре 1650С.

Реитгенофазовый анализ показал, что полученный материал представл ет собой твердый раствор кубической модификации .

В таблице представлены данные по примесному составу твердого раствора полученного предпагаеьым способом и известным.

Таким образом, предлагаем. способ по сравнению с известным обеспечивает высокие физико-механические свойства изделий, упрощает технологию за счет сокращени продолжительности операций улучшает экологическое состо ние сред за счет исключени из технологии использовани органических жидкостей и концентрированной сол ной кислоты.

- ,,Продолжение таблицы

Известный спо«

0,134 соб 5,61

37

0,11 10

72,0

30,0

Claims

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДНЫХ ПОРОШКОВ для изготовления керамических изделий, включающий смешивание оксихлорида циркония с соединением иттрия, осаждение аммиаком или этилендиамином, сушку и прокаливание, отличающийс я тем, что, с целью повышения прочности и термостойкости изделий, предварительно осаждают гидроксид циркония, а затем обрабатывают его нитратом или хлоридом иттрия в течение 23-25 ч, а прокалку осуществляют при температуре 6001200^вС в течение 2-3 ч.

ω с >