RU2002591C1

RU2002591C1 - Способ получени порошкообразного неорганического материала

Info

Publication number: RU2002591C1
Authority: RU
Inventors: н Петрос Бахшиевич Авак; н Микаел Давидович Нерсес; н Грачь Викторович Абов; н Сарик Жорикович Еса; Инна Петровна Боровинска; Александр Григорьевич Мержанов
Original assignee: Институт структурной макрокинетики РАН
Priority date: 1992-03-10
Filing date: 1992-03-10
Publication date: 1993-11-15

Abstract

Использование: в машиностроении, химической и металлургической промышленности, в электротехнике и радиоэлектронике. Сущность изобретени ; смесь исходных компонентов подаетс в реактор , расположенный под углом 0,05 - 1 рад синтез ведут в режиме горени . При этом реактор вращают со скоростью 0,1 - 150 рад/с, а подачу смеси, ее перемещение в реакторе и удаление целевого материала провод т со скоростью, равной массовой скорости горени смеси исходных компонентоа Способ может быть .использован дл получени ферритов, высокотемпературных сверхпроводников и других оксидов, а также нитридов, карбидов, бо- ридов, силицидов.

Description

Изобретение относитс к неорганической химии, а именно к способу получени порошков неорганических материалов, которые могут быть использованы в машиностроении , химической и металлургической промышленности, в радиотехнике и радиоэлектронике .

Известен способ получени порошков неорганических материалов путем термической обработки в режиме горени экзотермической смеси в реакционной зоне стационарного реактора, куда подаетс реагирующий или инертный газ при давлении 0,1-15 МПз, Продукт горени оставл ют в реакторе дл охлаждени до комнатной температуры , после чего извлекают дл дальнейшего использовани .

Указанный способ из-за периодического действи примен емого реактора малопроизводителен . Исключаетс возможность быстрого удалени образующегос порошка .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс способ получени порошков неорганических материалов , в частности ферритов, включающий приготовление исходной экзотермической смеси из оксида цинка, карбоната марганца , оксида железа, мх измельчение и смешение , введение порошка железа, -повторное перемешивание, подачу полученной порошкообразной экзотермической смеси в сталь- мой проточный реактор и проведение термообработки в режиме горени в потоке кислорода.

Описанный способ не обеспечивает 100% выход годного продукта из-за неравномерного теплсотвода во врем синтеза и большого температурного градиента при охлаждении продукта. Из-за периодического действи примен емого реактора способа малопроизводителен,

Целью изобретени вл етс создание способа получени порошкообразного неорганического материала (ферритов, высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП), нитридов, карбидов, и др.), который обеспечил бы непрерывный технологический цикл, равномерный теплоотвод во врем синтеза, высокую однородность продукта и повышенные производительности.

Поставленна цель достигаетс тем, что способ получени порошкообразного неорганического материала включает приготовление экзотермической смеси исходных компонентов, ее непрерывную подачу в реактор , расположенный под углом равным, 0,05-1 рад, термическую обработку смеси в режиме горени а атмосфере реагирующего или инертного газа. При этом реактор вращают со скоростью 0,1-150 рад/с, з подачу смеси, ее перемещение в реакторе и удаление из реактора целевого материала провод т со скоростью, равной массовой

скорости горени смеси исходных компонентов .

Предлагаемый способ позвол ет получать порошки неорганических материалов большого класса (ферриты, ВТСП, нитриды,

0 карбиды и др.) с различными свойствами, обеспечивающими целенаправленное практическое применение. Способ высокопроизводителен , обеспечивает равномерный теплоотвод во врем синтеза и охлаждение

5 продукта, что дает возможность получени высококачественного, однородного по всему объему продукта. При этом выход продукта соответствует расчетному. В качестве реагирующего газа в зависимости от целе0 вого продукта может быть использован воздух , кислород или их смесь дл получени оксидных материалов: ниобатов, тантала- тов, ВТСП, ферритов и т.д.; азот - дл получени нитридов, инертный газ - дл

5 получени карбидов, боридов, силицидов и т.д. Угол наклона и скорость вращени реактора определ ютс экспериментально, исход из скорости горени используемой экзотермической смеси. Величина скорости

0 вращени реактора зависит от природы исходной смеси получаемого материала и измен етс в широком пределе от 0,1 до 150 рад/с, П р и м е р 1. Получение марганец-цинкового феррита. Готов т смесь оксидов:

5 цинк 17,7 мас.%, железа 29,2 мас.%, карбоната марганца 26,1 мас.% и порошка железа 27,0 мас.%. Приготовленную экзотермическую смесь непрерывно подают в проточный реактор, расположенный под углом

0 наклона 0,15 рад и вращающийс со скоростью 10 рад/с. Горение инициируют кратковременным тепловым импульсом в потоке кислорода. Подачу экзотермической смеси указанных компонентов, ее перемещение в

5 реакторе и удаление целевого материала провод т со скоростью, равной массовой скорости горени исходной смеси, 0,3 кг/с. Удал емый из реактора синтезированный продукт представл ет собой порошок мар0 ганец-цинкового феррита состава Mno.67Zno,33Fe204. Выход годного продукта составл ет 100%, Производительность процесса составл ет 120 кг/ч.

Л р и м е р 2. Получение ниобата лити .

5 Готов т экзотермическую смесь, состо щую из оксида ниоби NbaOs в количестве 0,75 мас.%, порошка ниоби 10 мае. % и перок- сида лити LI2U2 15 мас.%, Смесь непрерывно подают во вращающийс со скоростью 0,1 рад/с реактор, который находитс под

углом наклона, равным 1,0 рад. Горение смеси инициируют от искры с помощью электрической спирали и продолжаетс за счет теплопередачи от гор щих слоев к холодным . Синтез провод т в воздушной атмосфере . Продукт горени непрерывно удал етс из реактора за счет его вращени и угла наклона и равен массовой скорости горени исходной смеси 0,1 кг/с. Полученный продукт представл ет собой однофазный порошок ниобата лити (LINbOa) белого цвета. Выход ниобата лити составл ет . Производительность процесса 36 кг/ч.

ПримерЗ. Синтез ВТСП. Готов т экзотермическую смесь, состо щую из пе- роксида бари (Ва02) в количестве 52,5 мас.%, оксида иттри УаОз 17,7 мас.% и порошка меди 29,8 мас.%. Смесь подают во вращающийс со скоростью 150 рад/с реактор , угол наклона которого составл ет 0,05 рад. В реактор подают кислород и инициируют смесь в потоке кислорода. Удал емый непрерывно из реактора продукт со скоростью 0,05 кг/с представл ет собой порошок черного цвета состава УВз2СизОб.э с температурой перехода в сверхпровод щее состо ние равной 90 К. Производительность процесса 18 кг/ч.

С использованием предлагаемого способа могут быть синтезированы и другие

материалы, такие как нитриды металлов и их смеси в среде азота, карбиды, силициды, бориды - в среде инертного газа, а также интерметаллиды и другие сложные материалы .

Таким образом, предлагаемое изобретение позвол ет получать, широкий класс порошков неорганических материалов с высокой производительностью, высоким выходом и качеством.

(56) Патент США № 3726643, кл, 423- 409. 1973.

WO 091/12349, кл. С 22 С 1/05. 1991.

Claims

Формула изобретени

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО НЕОРГАНИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА , включающий приготовление экзотермической смеси исходных компонентов, подачу смеси в проточный реактор, термическую обработку ее в режиме горени в атмосфере реагирующего или инертного газа и последующее удаление целевого ма

териала, отличающийс тем, что подачу смеси осуществл ют непрерывно в реактор , расположенный под углом наклона 0,05 - 1 рад и вращающийс со скоростью 0,1 - 150 рад/с, при этом подачу смеси, ее перемещение в реакторе и удаление из реактора целевого материала провод т со скоростью, равной массовой скорости горени смеси исходных компонентов.