RU1768515C - Способ получени купратов щелочно-земельных металлов - Google Patents

Description

Сущность способа заключаетс  в следующем .

Готов т смесь из пероксида одного из щелочноземельных металлов: Са02, SrOa или Ва02 с порошком меди в мольном соотношении 1:2. Смесь помещают в замкнутый реакционный объем, заполн ют его инертным газом: аргоном и/или азотом, при этом в качестве замкнутого реакционного объема может служйт Б ва куумна  печь или реактор самораспрабЈтрс1н ю 1щего с  высокотемпературного синтеза (СВС), затем осуществл ют нагре.вч смеси До 300-600°С с последующим проведением процесса в режиме горени .

Проведение процесса в режиме горени  осуществл ют двум  пут ми. В первом случае смесь исходных компонентов нагревают до температуры воспламенени  смеси , во втором случае нагрев провод т до температуры ниже температуры воспламенени  смеси с дополнительным инициированием процесса горени .

Так, температура воспламенени  смеси Ва02+2Си составл ет 450°С, поэтому первый путь: нагрев смеси до 450°С, смесь воспламен етс  и осуществл етс  процесс горени  с образованием ВаСи202; второй путь: нагрев смеси ведут до 400°С, т.е. до температуры ниже температуры воспламенени , и провод т инициирование процесса горени  локальным воспламенением смеси вольфрамовой спиралью.

Использование пероксидов щелочноземельных металлов любой марки, которые служат одновременно источником кислорода и щелочноземельного металла позвол ют проводить процесс в инертной атмосфере с использованием меди, а не СиаО в отличие от известных способов, не накладывает жестких требований к чистоте исходных компонентов, что упрощает процесс . Нагрев смеси ниже 300°С недостаточен дл  проведени  процесса, а выше 600°С усложн ет процесс и не вли ет на чистоту целевого продукта.

В качестве исходных компонентов могут быть использованы пероксиды и медь марок: Ч, ХЧ, технической чистоты, дисперсностью до 100 мкм и инертные газы (аргон и азот) марки Ч. Соотношение азота в смеси с аргоном мало вли ет на процесс, однако экспериментально установлено его оптимальное соотношение, равное по объему 1:1.

Проведение процесса в инертной атмосфере способствует повышению выхода целевого материала и его содержанию в продукте синтеза. Проведение процесса на воздухе приводит к образованию купрата

состава ВаСи02 за счет увеличени  общего содержани  кислорода, что снижает выход целевого материала и его содержание в продукте синтеза. Снижение выхода целевого

продукта усложн ет процесс, г.к. требуетс  необходимость дополнительной очистки продукта.

П р и м е р 1. Готов т смесь в количестве 100 г из исходных компонентов 1 М Ва02 и

2 М Си, засыпают на дно реакционного объема печи, заполн ют его аргоном, включают нагрев до 450°С, при этой температуре в объеме реакционного объема начинаетс  воспламенение смеси и осуществл етс 

процесс в режиме горени  с образованием BaCu202. После прохождени  синтеза ( 5 мин), содержимое реакционного объема охлаждают и продукт извлекают. Общее врем  синтеза 30 мин. Целевой продукт представл ет собой легкоизмельчаемую пористую массу светлого цвета, по данным рентгено- фазового анализа соответствует ВаСи202, изоструктурный SrCu202. Содержание основного вещества по данным химического

анализа 99,5%.

П р и м е р 2. Смесь примера 1 нагревают до 400°С и инициируют проведение процесса горени  локальным воспламенением смеси подачей электрического тока на вольфрамовую спираль. Общее врем  синтеза 20 минут. Содержание основного вещества ВаСи202 составл ет 99,6%.

П р и м е р 3. Смесь в количестве 100 г из 1 м Са02+2 М Си помещают в реактор

СВС, заполн ют объем реактора смесью аргона с 50 об.% азота до давлени  3 атм, нагревают объем до 300°С и инициируют процесс горени  в смеси подачей кратковременного тока на вольфрамовую спираль.

Врем  синтеза 20 мин. Целевой продукт представл ет собой фазовочистый CaCu202, с содержанием основного вещества 99,3% и изоструктурный с SrCu202.

П р и м е р 4. То же, что и в 3, но

проведение процесса в режиме горени  осуществл ют нагревом смеси до 600°С в атмосфере аргона. При указанной температуре в смеси происходит объемное горение с образованием фазовочистого

СаСи202. Общее врем  синтеза 40 мин.

П р и м е р 5. Смесь в количестве 100 г из 1 MSr02+2 м Си помещают в реактор СВС и под давлением азота в 1 атм провод т нагрев смеси до 500°С при которой начинаетс  объемное горение и процесс образовани  фазовочистого SrCu202 осуществл етс  в режиме горени . Общее врем  синтеза 40 мин. Содержание основного вещества составл ет 99,2%.

П р и м е р 6. Как в примере 5, но нагрев смеси провод т до 350°С и при этой температуре провод т инициирование смеси с по- следующим проведением процесса в режиме горени . Общее врем  синтеза 1 ч. Содержание основного продукта 99,4%.

Аналогично описанным примерам может быть получен также купрат магни  (MgCuaOa).

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позвол ет упростить способ получени  купратов щелочноземельных металлов за счет сокращени  времени синтеза до 20-60 мин по сравнению с 20 часами дл  известного способа и температуры процесса до 300-600°С, позвол ет снизить энергозатраты и получать целевой материал высокой степени чистоты.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ получени  купратов щелочнозе- мельных металлов общей формулы МеСи202, где Me - щелочноземельный металл , включающий нагрев эквимол рной смеси, содержащей соединени  щелочноземельного металла и медьсодержащий компонент , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  процесса, снижени 

   энергозатрат при одновременном сохранении качества получаемого продукта, в качестве соединени  щелочноземельного соединени  используют пероксиды щелочноземельных металлов, а в качестве медьсодержащего компонента - металлическую медь, смесь нагревают в атмосфере аргона и/или азота до 300-600°С и осуществл ют процесс горени  смеси до выделени  целевого продукта.