RU1768562C - Способ получени керамического материала на основе оксидов бари и титана дл пластин магнитных головок - Google Patents

Abstract

Использование: дл  изготовлени  диэлектрических пластин магнитных головок, Сущность изобретени : смешивают водные растворы хлоридов бари  и титана при мольном соотношении TiCU :ВаС12 (6-15):1. Полученную смесь распыл ют под давлением 1,2-3,0 атм над поверхностью водного раствора аммиака при мольном соотношении NH/iOH: 2BaCl2 + TtCk (4,5-6.0):1. Полученный осадок отдел ют от маточного раствора, промывают и прокаливают. Полученный керамический материал имеет следующие характеристики: макропористость 4-4,5%, размер пор 6 мкм, микротвердость - 800-820 кг/мм2. 1 табл. (Л

Description

Изобретение относитс  к получению порошковых материалов систем ВаО - ТЮа, предназначенныхдл  изготовлени  диэлектрических пластин магнитных головок.

Материалы системы ВаО -ТЮа наиболее удовлетвор ют требовани м к диэлектрической конструкционной керамике в магнитных головках, а именно: керамика должна иметь коэффициент термического расширени  (К«), согласующийс  с коэффициентом термического расширени  магнитного сердечника (преимущественно из никель-цинкового феррита), обладать определенной микротвердостью ( 800 кг/мм2), малой микропористостью ( 6%) и размером зерен ( 6 мкм). Широко известны

керамические способы получени  таких материалов , основанные на механическом смешении: карбоната бари  с диоксидом титана , тетратитаната бари  с диоксидом титана и с другими оксидами, дибзриевого нонатитаната с диоксидом титана. Указанные смеси подвергают длительному помолу и прокаливают. Перечисленные способы обладают существенным недостатком: они включают продолжительные операции помола и смешени , во врем  которых продукты загр зн ютс  примес ми из мел щих тел. Это приводит к по влению раковин и вкраплений на поверхности керамики и, тем самым, к колебани м плотности, микропористости , величины Ка , т.е. свойств,наибо о

00 СП

Os

ю

лее важных дл  пластин магнитных головок. При этом ухудшаютс  эксплуатационные свойства и износостойкость головок.

Известен способ, включающий механическое смешение и помол дибариевого но- натитаната с диоксидом титана с последующим формованием и обжигом смеси , в котором, с целью повышени  механической прочнеет и снижени  микропористо сти материала, используют дибарие вый нон титанат, полученный химическим осаждением. .J

Способ обеспечивает получение продукта с соответствующими характеристиками и наиболее близок к за вл емому по достигаемому результату.

Указанный способ имеет существенные недостатки, св занные с многостадийно- стью (способ включает отдельное получение дибариевого нонатитаната, предусматривающее осаждение ДБНТ из смеси хлористых солей Ва и Ti аммиаком с последующей отмывкой осадка, сушкой, прокалкой, помолом продукта), с длительностью (многочасовое совместное измельчение компонентов и помол смеси), с выокой температурой прокалки смеси.

Целью за вл емого изобретени   вл етс  сокращение длительности процесса и снижение энергоемкости процесса. Поставленна  цель достигаетс  тем., что в известном способе, включающем приготовление смеси барий- и титаносодержащих компонентов с последующей ее термообработкой, готов т смесь растворов хлористых солей бари  и титана, вз тые в мол рном отношении TiCU/BaCh 6:15 с последующим распылением смеси под давлением 1,2-3 атм над поверхностью аммиака при мол рном соотношении NH/iOH/ 2 BaCl2 + TiCl4- 4,5:6.

За вл ема  совокупность признаков обеспечивает получение продукта с характеристиками , необходимыми дл  его использовани  в качестве материала дл  магнитных головок (микропористостью 6%, микротвердостью 800 кг/мм , коэффициентом термического расширени  К« 90-110 кг/мм2).

При этом по сравнению с прототипом исключаетс  необходимость предварительного получени  ДБНТ, исключаютс  длительные стадии измельчени  и помола смеси ДБНТ с ТЮ2, сопровождающиес  пы- левыделением и привод щие к загр знению продукта, снижаетс  температура спекани  керамики.

Известен прием распылени  водных растворов солей, используемых дл  получени  материалов на основе цирконата-тита- ната свинца (ЦТС) и ферритов бари , стронци , кальци . Распылительный гидролиз

создает сферические частицы в осадке и обеспечивает полноту осаждени  компонентов . Это же  вление возникает и в за вл емом способе. Однако услови  осуществлени  этого приема, где предусмотрено использование аммиака с одновременным пропусканием углекислого газа, не позвол ют получать гомогенные осадки, так как барий, не успев поглотитьс  гидрокси- дом титана, переходит в карбонат ВаСОз.

В предлагаемом способе про вл етс  способность бари  и титана в за вл емых услови х одновременно соосаждатьс  аммиаком уже в газовой фазе, При этом достигаетс  образование сферических плотных

частиц размером 0,5-500 мкм, не захватывающих маточник, содержащий МЩС. За счет этого и повышаетс  скорость фильтрации и отмывки осадков от хлор-ионов. После прокалки получаетс  порошок, состав и дисперсность которого исключают колебани  плотности, микропористости, микротвердости и величины Ко; .

В результате известные приемы и новые услови  их проведени  впервые позвол ют в едином процессе получить материал, пригодный дл  пластин магнитных головок высокого качества.

Пример. Готов т растворы четырех- хлористого титана с концентрацией 1,146

моль/л и хлористого бари  с концентрацией

0,83 моль/л, Эти растворы смешиваютс  в

объемах 2,84 л и 0,314 л из расчета на моль .ноесоотношениеTi4+/Ba2+ 12,5. В реактор

распылительного гидролиза заливают 1,12 л

25% аммиака и столько же воды. Сюда же под давлением 1,2 атм через пневматическую форсунку, расположенную в крышке реактора одают смесь растворов, мольное соотношение NH40H/ 2 BaCl2 + TiCU поддерживают равным 4,5. Размер распыл емых капель 0,5 мкм соответствует размеру частиц осадка (определ етс  под микроскопом ). Полученный осадок отфильтровывают, отмывают водой от хлор-ионов, прокаливают при 900-950°С и подвергают 10-15 минутной дезагрегации.

По данным рентгенофазового анализа в состав полученного продукта входит гомогенна  смесь пентатитаната бари  BaTisOn

и диоксида титана Ti02 в форме рутила. Соотношение ТЮ2/ВаО соответствует заданному . Содержание примесей Fe, Mg, Al, Si, Pb менее 0,02% каждого элемента.

Последующие примеры выполн лись также, измен лись только соотношени 

компонентов и давление на распыление. Данные исследований приведены в таблице . При других концентраци х делаетс  пересчет объемов растворов при соблюдении заданных соотношений компонентов и давление на распыление. Данные исследований приведены в таблице. При других концентраци х делаетс  пересчет объемов растворов при соблюдении заданных соотношений компонентов.

Из данных видно, что величины Ка (90-110) можно достигнуть при соотношении ТЮ2/ВаО 2: 6 (вплоть до 15). При этом наиболее благопри тное значение Ка (96 ±5) -10 град при наилучшей микропористости 4-4,5% и размере пор 6 мкм, при микротвердости 820 кг/мм достигаетс  при отношении ТЮ2/ВаО 12,5 ± 1,0. При мольном отношении ТЮа/ВаО менее 6 и более 15 резко ухудшаютс  свойства керамики. Если отношение NKUOH/BaClz + TiCU менее 4,5, то не обеспечиваетс  нужный рН и осаждаетс  гидро- ксид титана с малой примесью бари . После прокалки порошок не спекаетс . Если это отношение выше 6, то свойства не улучшаютс , а происходит излишний расход аммиака . При давлении сжатого воздуха на распыление менее 1,2 атм образуютс  крупные капли и, соответственно, частицы в осадке с размером более 500 мкм. При этом прочность гидроксидного сло , образующегос  в газовой фазе, недостаточна, и при соприкосновении с раствором осадител  происходит его разрушение с захватом маточника , содержащего хлорид-ионы. При

давлении на распыление более 3 атм образуютс  очень мелкие частицы (менее 0,5 мкм), склонные к агрегированию, также с

захватом хлористого аммони  из маточника . В обоих случа х резко снижаетс  скорость фильтрации и отмывки осадков от хлор-ионов и одновременно ухудшаютс  свойства керамики.

Таким образом, по сравнению с прототипом способ позволит при сохранении высокого качества керамики сократить длительность процесса с 68 ч до 18ч, снизить энергоемкость процесса за счет исключени  операции прокаливани  ДБНТ и снижени  температуры прокаливани  на стадии получени  конечного продукта с 1200°С до 900-950°С, повысить эксплуатационные свойства керамики.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  керамического материала на основе оксидов бари  и титана дл  пластин магнитных головок, включающий смешение водных раствор ов хлоридов бари  и титана, обработку смешанного раствора водным раствором аммиака, отделение, промывку и прокаливание образовашегос  осадка, отличающийс  тем, что, с целью сокращени  длительности процесса

   и снижени  его энергоемкости, смешение раствора ведут при мол рном соотношении TICU:BaCl2 (6-15): 1, а обработку смешанного раствора осуществл ют его распылением под давлением 1,2-3,0 атм над

   поверхностью раствора аммиака при мол рном соотношении 2 BaCte + TiCU (4,5-6,0): 1.

   Услови  получени  материала системы BaO-TiQ дл  диэлектрических магнитных головок

   Услови  получени  материала системы BaO-TiQ, дл  диэлектрических магнитных головок.

   П р и м е ч . Из пЪрошкбв,-полученных в опытах 9,13,1,15,17 и по прототиу. керамику

   - -; ; Ьпечь не удалось.

   Продолжение таблицы