PL117865B3 - Method of manufacture of powders of alkaline earth metals zirconates or powders of stabilized zirconium dioxide ykh metallov ili poroshkov stabilizirovannojj dvuokisi cirkonija - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jiest sposób otrzymy¬ wania proszków cyrkonianów meitali ziem alka¬ licznych lub proszków sitabilizowainego dwutlen- ku cynkami, znajdujacych zaistosowamie w pro¬ dukcji przede wszystkim drobnych przedmiotów ogniotrwalych, a stanowiacy lulepszenie patentu mx 91400.,Zmany z polskiego opisu patentowego nr 0,1490 sposób wytwarzania proszików cyrkonianów meta¬ li ziem alkalicznych polega ma "tym, ze z wod¬ nego roztworu chloriku cyirkomu i chlorków metali zatem altoalicznyCih lub azotanów cyrkonu i azota¬ nów imetafld ziem alkalicznych lulb chlorków cyr¬ konu d azotków metali zdieim alkalicznych lulb azo¬ tanów cyrkonu ii chlorków metali ziiem ailkalicz- myicth, wzglednie chlorków itru lutb neodytmu, sfcra- ca sie zel, za pomoca wodnego roztworu wodo¬ rotlenku isodowego, potasowego lub amonowego z ewieaituakiym dodatkiem weglanów. Zel po prze¬ myciu suszy isie w ternperaiturze 3213—423 K, parzy czym wysuszony zel Ikruszy sie i wydziela wlas- ciiwa dla danego typu palnika plazmowego frakcje ziarnowa. Naisitepmiie proszek wypala sie w tern¬ peraiturze 1623—U&23 K przez olkres 1M10 godzin.W wyniku itego nastepuje intensywne spiekanie wewnatrz ziann prosiaku, przy czyim ziamna nie lacza sie miedzy soba i w rezultacie oitrzyimuije sie sypkn. proszek o odpowiedniej granulacji. Wyitwo- rzone zgodnie z polskim opisem pattentowym nr 10 2 G1490 proszki cyrikoniamów metali ziiem alkalicz¬ nych znajduja zastosowanie do napylania plazmo¬ wego warstw ochronnych. iZnama (klasyczna technologia wytwarzania ge¬ stych poflikrysbtólów cyrkoniamów ziem alkalicz¬ nych polega na dokladnym Bradeszaniu polaczonym z mieleniem wyfjsciowyim tlenków lulb soli roz¬ kladajacych sie w podwyzszonej temperaturze z wydzieleniem odpowiedniego" tlenku. Mieszanine taka Ibrykietuje isie w celu powiekszenia: powiierz- dhni koniaktótw miedzyziiaffnowych i wypala sie w zakresiie temperatur 1673 do 1673 K przez kil- ika godzin. Warunki te sa zaizwyczaij wystarcza¬ jace dla pelnej hub prawie pelnej syntezy cyr- ikonaattiów metali ziem alkalicznych. Wypalone bry- 'kiety sa nastepnie ikruszone i mielone. Z wyttwo- rzonego w iten sposób proszku formuje sie wy¬ roby. Temperaitury spiekania potrzebne dla wy¬ tworzenia produktu pozbaiwtionegO' przynajmniej porowatosci otwartej wynosza 2173 K a nawet 2273 K. Poniewaz osiajgniecde tak wysokich tem¬ peratur w skali technicznej jest trudna, próbo¬ wano rozwiazac ten problem, poprzez wprowadze¬ nie rozmaitych dodatków ulatwiajacych spieka^ nie.KeJLer i Kuzmiiecow stwierdzili efektywne dzia¬ lanie zwiazku o wzorze tlenkowym 3 SrOjB20^, który wprowadzony do uprzednio zsyntezowanego SrZrC3 w ilosci 5,2P/o wagowych umoozldwil wy- 117 865117 865 eliminowanie porowatosci otwartej przy obróbce trwajacej 2 godziny w (temperaturze 1773 K.Nemeth, Youdelth i (Piainr uzyskal material o gestosci pozornej równej 99i/o gestosci teoretycz¬ nej, przy temperaturze spiekania równej 1873 K, stosujac dodaltek ll^/o wagowych Fe203 wpro¬ wadzony droga hydrolizy FeCls w sbodowisku al¬ koholowej zawiesiny ziaren SrZrOs. Korzystne dzialanie ma proces zageszczania spieków obu wy¬ zej wymienionych substancji polegalo na tworze¬ niu sie reaktywnej cieczy.Waida opisanego sposobu jest koniecznosc dokonywania syntezy cyrkonianów metali zdeim alkalicznych w stosunkowo wysokich tem¬ peraturach co uwarunkowane jest faktem jed¬ norodnosci ukladów jedynie w skali rozmiarów pojedynczych ziaren. W zwiazku z tym rozmiary krystalitów produktów syntezy sa znaczne, a to nie sprzyja ich zageszczaniu isie w teku spieka¬ nia. Uzyskane spiieiki nde wykazuja dobrych wlas¬ ciwosci mechanicznych a takze elektrycznych, szczególnie w podwyzszonych temperaturach.Oelem wynallaizku jest opracowanie sposobu wy¬ twarzania proszków cyrkcoilanów metali ziem al¬ kalicznych i lich mieszanin, których gestosc pozor¬ na wynosi co najmniej JWt gestosci teoretycz¬ nej, przy równoczesnym obnizeniu temperaltury spiekania, bez dodawania obcych dodatków daja¬ cych faze ciekla w czasie wypalania.Sposób wedlug wynalazku polega na wytwo¬ rzeniu proszków cyrkonianów metali ziem alka¬ licznych i ich mieszanin takich jak: Ca!Zr02— —BaiZrOs, OaZrOj-^SrZrOs, BaZrOj^SrZrOs, OaZrOj—BaZrOj—SrZrOj, zgodnie z patentem 91490, przy czym zele, z których wytwarzane sa .proszki cyrkonianów przemywane sa alkoholem etyOowytm, metylowym, propylowym, izopropyflo- wym badz acetonem. Wysuszone i rozdrobnione zele wypala sie wstepnie w temperaturze 673— —(11573 K przez 0,5—il^5 godziny. Z wypalonych wstepnie produktów zeli cyrkonianów metali zdem alkalicznych i ich mieszanin formuje sie pólwy¬ roby i spieka w temperaturze 11573—a823 K przez 1—6 godzin.Dzieki zastosowaniu sposobu, wedlug wynalazku, wytwarza sie proszki cyrkonianów, z których moz¬ na wytwarzac wyroby o gestosci pozornej rów¬ nej conajmniiej OWo gestosci teoretycznej, przy za¬ stosowaniu lumiairkowanyioh (temperatur wypalania, siegajacych maksymalnie do 1823 K, bez wprowa¬ dzania obcych dojdaflków dajacych ifiaze ciekla w czasie wypalania. Wytworzone proszki sa czytste, maja lepsze wlasnosci mechaniczne i elektryczne.Mozna je stosowac do znacznie wyzszych tempe¬ ratur niz proszki z dodatkarm. Ponaidito potrzeb¬ ne do wypalania 'temperatury uzyskuje stiie w pde- caoh produkcji krajowej.(Przyklad I. W celu wytworzenia proszku metacyrlkonianu strontu /iSrZrOg/ przygotowuje sie dwa roztwory wodne: roztwór cziterochlorku cyr¬ konu oraz roztwór chlorku strontowego. Wodny roztwór czterochlorku cyrkonu przygotowuje sie przez rozpuszczenie czterochlorku cyrkonu bezpo- 10 srednio w wodzie, natomiast roztwór chlorku stricnitowego przez rozpuszczenie weglanu strontu w kwasie solnym. Nastepnie oba te roztwory mie¬ sza sie w proporcjach zapewniajacych stosunek 5 molowy (czterochlorku cyrkonu do chlorku stron¬ towego równy 1 : 1. Otrzymany w ten sposób roztwór zawieral w 1 litrze: ZrGU — 0,3819 M iSrCl2 — 0,3819 M HO. — 0,0764 M Ponadto przygotowuje sie roztwór stracajacy, któ¬ ry zawiera w 1 litrze 0,57285 M /NH4/2CO3 i 2,3754 M NH4OH. 15 Wiewajac do roztworu stracajacego roztwór czte¬ rochlorku cyrkonu i chlomku strontu, straca sie zel, który przemywa sie woda idestylowana, az do zaniku reakcji na jon chlorkowy. Nastepnie zel przemywano alkoholem etylowym o stezeniu 2Q 96*/o az do moimenitu gdy stezenie alkoholu etylo¬ wego po przemyciu zelu wynosilo to&k. Tak przy¬ gotowany zel suszono w temperajturze 993 K a na¬ stepnie prazono w temperaturze 1473 K przez 30 minut. Z wyprazonego proszku wyprasowano pa- 25 stylki pofd cisnieniem 200 MPa. Jako srodek po¬ slizgowy zastosowano 3l°/ ikoholu poliwinylowego, który zostal dodany w dlo- sci 5*/« w stosunku do suchej masy proszków.Pastylki wypalono w temp. 11823 K przez 6 godzin. 30 Gestosc wypalonych tworzyw wynosila JWt ge¬ stosci teoretycznej.Przyklad II. W celu wytworzenia proszku metacyrkondanu baru (BaiZr03) przygotowuje sie dwa roztwory wodne: roztwór chlorku cyrkonylu 35 (ZrOCi2) i roztwór chlorku barowego (BaCl2). Na^ stepmie oba rozJtwory miesza sie w proporcji za¬ pewniajacej stosunek molowy chlorku cyrkonylu do chlorku barowego równy 1 : 1. Otrzymany w ten sposób roztwór zawieral w 1( Hiltrze: 40 ZrOCl2 — 0,41 M Bad2 — 0,41 M Ponadto przygotowuje sie roztwór stracajacy, któ¬ ry zawiera w !l litrze: NH^OH — 2,43 M 45 (NH4)2COs —« 0,62 M Wlewajac do roztworu stracajacego roztwór chlorku cynkonylu i chlorku barowego straca sie zel, który przemywa sie woda destylowana, az do 50 zandiku reakcji na jony chlorkowe. Nastepnie zel przemywa sie alkoholem etylowym o stezeniu 99*/t az do moimenitu, gdy stezenie alkoholu w przesaczu wyniesie "93I0/©.Tak przygotowany zel suszono w temperatu- 55 .rze 423 K a nastepnie po zmieleniu prazono w temperafturze 1373 K przez 30 mon. Z wyprazo¬ nego proszku 'wyprasowano pastylki pod cisnie¬ niem 200 MPa. Jako srodek poslizgowy zastoso¬ wano &/* wodny rozitwór alkoholu poliwinylowe¬ go go dodany w ilosci 6°/a. Pastylki spiekano w tem¬ pera/turze 1773 K przez 3 godziny. Gestosc wypa¬ lonego tworzywa wynosila '901/* gestosci teoretycz¬ nej.Przyklad III. W celu wytworzenia proszku *5 mieszaniny 50% mol, metacyrkoniainu baru i 50^/t5 117 865 6 mol. metacyinkiondonu strontu przygotowano trzy roztwory wodne: roztwór chlorku cyrkonylu (ZrOGL2), roztwór chlorku barowego twór chlorku strontowego (Srd2). Roztwory te zmieszano w proporcji zapewniajacej stosunek molowy chlorku barowego do chlorku strontowego do chlonku cyrkonylu równy ,1: t: 2. Otrzymany w ten sposób roztwór zawieral w jednym Mitrze: BaCla — 0,31 M SrCl2 — 0,31 M ZrOCl2 — 0,62 M Ponadto przygotowano roztwór stracajacy o tat¬ kom samym skladzie jak wymieniony w przy¬ kladzie II. Wlewajac do roztworu stracajacego roz¬ twór chlorku strontowego, chlonku barowego i chlorku cyrkonylu wytraca sie zel. Zel ten prze¬ mywa sie woda az do zaniku reakcji na jony chlorkowe. Nastepna© zel przemyto alkoholem ety¬ lowym o stezeniiu 06*/#. Przemywanie kontynuowa¬ no az do uzyskania w przesaczu stezenia alkoho¬ lu równego &&/•. Tak przygotowany zel wysu¬ szono w temperaturze 413 K a nastepnie po zmie¬ leniu prazono w temperaturze 1473 K przez 30 mdniut. Z wypnazonegio proszku wyprasowano pa¬ stylki pod cdsnieniiem 196 MPai Jako srodek poslizgowy zastosowano 3% wod¬ ny roztwór alkoholu poMwdnylowego wprowadzony • do proszku w ilosci S*h. Pastylki spiekano w tem¬ peraturze 1773 K przez 5 godzin. Gestosc wypalo¬ nego tworzywa wynosila 9Wt gestosci teoretycz¬ nej. i* Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania proszków cyrkonianów metali ziem alkalicznych lub proszków stabilizo¬ wanego dwutlenku cyrkonu polegajacy na wy- U traceniu i przemycliu zeli woda destylowana a na¬ stepnie och wysuszeniu, rozdrobnieniu i wypale¬ niu, wedlug patentu nr 01 490, znamienny tym, ze zele przemywa sie powtórnie alkoholem etylowym, metylowym, propylowym, dzopropylowym /badz a- *• cetonem, przy czym wysuszone i rozdrobnione ze^ le wypala sie wstepnie w temperaturze 873^1573 K przez 0,5—1,5 godzimy a nastepnie formuje pól¬ wyroby i spieka w iemperaturze 1573—<1823 K przez 1^6 godzin. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania proszków cyrkonianów metali ziem alkalicznych lub proszków stabilizo¬ wanego dwutlenku cyrkonu polegajacy na wy- U traceniu i przemycliu zeli woda destylowana a na¬ stepnie och wysuszeniu, rozdrobnieniu i wypale¬ niu, wedlug patentu nr 01 490, znamienny tym, ze zele przemywa sie powtórnie alkoholem etylowym, metylowym, propylowym, dzopropylowym /badz a- *• cetonem, przy czym wysuszone i rozdrobnione ze^ le wypala sie wstepnie w temperaturze 873^1573 K przez 0,5—1,5 godzimy a nastepnie formuje pól¬ wyroby i spieka w iemperaturze 1573—<1823 K przez 1^6 godzin. PL