RU2471713C2 - Способ получения сложного ванадата цинка и кадмия - Google Patents
Способ получения сложного ванадата цинка и кадмия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471713C2 RU2471713C2 RU2011111505/02A RU2011111505A RU2471713C2 RU 2471713 C2 RU2471713 C2 RU 2471713C2 RU 2011111505/02 A RU2011111505/02 A RU 2011111505/02A RU 2011111505 A RU2011111505 A RU 2011111505A RU 2471713 C2 RU2471713 C2 RU 2471713C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- hours
- mixture
- dielectric constant
- air
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химическим соединениям, которые могут быть использованы в качестве диэлектрических составов для изготовления керамики, применяемой в конденсаторах, входящих в электрические схемы с целью подавления пульсаций, разделения постоянной и переменной составляющей электрического сигнала. Готовят исходную смесь ингредиентов, содержащую Zn2V2O7 и Cd2V2O7, взятые в соотношении (0,6÷0,8):(0,4÷0,2), соответственно. Осуществляют перетирание смеси при добавлении 1-2 мл этилового спирта на 3-5 граммов смеси. Проводят обжиг на воздухе при температуре 700-710°C в течение 5-6 часов с последующим измельчением и обжиг на воздухе при температуре 750-760°C в течение 40-42 часов, при этом измельчение проводят после 10 часов обжига. Получается диэлектрический материал, диэлектрическая проницаемость которого не зависит от температуры в широком интервале температур. 2 ил., 3 пр.
Description
Изобретение относится к химическим соединениям, которые могут быть использованы в качестве диэлектрических составов для изготовления керамики, применяемой в конденсаторах, входящих в электрические схемы с целью подавления пульсаций, разделения постоянной и переменной составляющей электрического сигнала.
Известен способ получения диэлектрической композиции, включающей титанат бария с добавками Co3O4 и Nb2O5 (Хамова Т.В., Панова Т.И., Виноградова К.А., Рубинштейн О.В., Ротенберг Б.А. "Модификация порошка титаната бария введением Co3O4, Nb2O5", Первая Всероссийская конференция «Золь-гель синтез и исследование неорганических соединений, гибридных функциональных материалов и дисперсных систем». Тезисы докладов, 22-24 ноября 2010 года, Санкт-Петербург, с.158). Для получения известного диэлектрического материала порошок BaTiO3 обрабатывают золь-гель методом с введением в качестве добавок к исходному керамическому компоненту Co3O4 в виде навески порошка и Nb2O5 - путем осаждения из раствора Nb2Cl5 в этаноле. Затем отжигают при 1300°C или 1340°C.
Недостатком известного материала является значительное изменение диэлектрической проницаемости и коэффициента диэлектрической проницаемости в температурном интервале. Так, в температурном интервале от -60°C до +125°C диэлектрическая проницаемость изменяется от -8,1% до -38,6% в случае отжига при температуре 1300°C и от -12,6% до -44,0% в случае отжига при температуре 1340°C.
Таким образом, перед авторами стояла задача разработать способ получения диэлектрического материала, диэлектрическая проницаемость которого не зависит от температуры в широком интервале температур. Кроме того, диэлектрический материал должен быть пригоден для работы на воздухе при нормальном давлении и повышенной температуре.
Поставленная задача решена в способе получения сложного ванадата Zn2-2xCd2xV2O7, где 0,2≤x<0,4; включающем приготовление исходной смеси ингредиентов, содержащей Zn2V2O7 и Cd2V2O7, взятых в соотношении (0,6÷0,8):(0,4÷0,2), соответственно, перетирание смеси при добавлении 1-2 мл этилового спирта на 3-5 граммов смеси, обжиг на воздухе при температуре 700-710°C в течение 5-6 часов с последующим измельчением и обжиг на воздухе при температуре 750-760°C в течение 40-42 часов, при этом измельчение проводят после 10 часов обжига.
В настоящее время в патентной и научно-технической литературе не известен способ получения сложных ванадатов цинка и кадмия предлагаемого состава и структуры, обладающих низким температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости.
Известные диэлектрические керамические материалы содержат, как правило, титанаты циркония, никеля, бария, кальция, их взаимные твердые растворы и/или их комбинацию. Отличительной негативной особенностью этих керамических материалов является сильная зависимость диэлектрической проницаемости от температуры, характеризуемая температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости 1/ε*dε/dT. Для подавления или сглаживания этой зависимости в керамические материалы вводят добавки оксидов щелочных, щелочноземельных, переходных и редкоземельных металлов. Тем не менее, известные диэлектрики обеспечивают недостаточное постоянство диэлектрической проницаемости в широком интервале температур. Авторами предлагается способ получения химического соединения состава Zn2-2xCd2xV2O7, где 0,2≤x≤0,4; температурная зависимость диэлектрической проницаемости которого обладает следующими характеристиками. Экспериментальным путем установлено, что в интервале температур от +50°C до +400°C диэлектрическая проницаемость ε=0,5×10+4 и практически постоянна во всем указанном интервале. Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости при этом близок к нулю и равен 0,72% (см. фиг.1, где приведена температурная зависимость диэлектрической проницаемости состава Zn1,2Cd0,8V2O7). Неизменное значение диэлектрической проницаемости в широком температурном интервале обусловлено, по-видимому, постоянной величиной объема элементарной ячейки при этих температурах, так как авторами установлено, что в интервале температур от +50°C до +400°C температурный коэффициент объемного расширения приблизительно равен нулю. Отсутствие объемного расширения в достаточно широком интервале температур значительно улучшает рабочие характеристики материала, позволяя избежать структурных изменений материала.
Соединение состава Zn2-2xCd2xV2O7, где 0,2≤x≤0,4; может быть получено следующим образом. Берут навески порошков сложных оксидов Zn2V2O7 и Cd2V2O7 при их соотношении, равном (0,6÷0,8):(0,4÷0,2), соответственно, которые тщательно перетирают при добавлении 1-2 мл этилового спирта на 3-5 граммов смеси. Затем шихту помещают в алундовый тигель и обжигают в печи в атмосфере воздуха при температуре 700-710°C в течение 5-6 часов с последующим измельчением смеси, а затем при температуре 750-760°C в течение 40-42 часов с измельчением после 10 часов обжига. Контроль фазовой однородности полученного продукта проводят методом рентгенофазового анализа (РФА). Получают твердый раствор состава Zn2-2xCd2xV2O7, где 0,2≤x≤0,4 со структурой искаженного тортвейтита. Измерения емкости полученного соединения проводят с помощью цифрового моста SI-1260 на частоте 103 Гц в диапазоне температур 20-700°C. Нагревание ячейки с образцом в виде цилиндра высотой d и площадью основания S с платиновыми электродами осуществляют в печи в атмосфере воздуха с точностью ±1 градус. Значения диэлектрической проницаемости рассчитывают по формуле ε=C×d/S, где С электрическая емкость образца, d - высота, S - площадь основания.
Исследования, проведенные авторами, позволили сделать вывод, что соединение состава Zn2-2xCd2xV2O7, где 0,2≤x≤0,4; обладающее свойством, которое позволяет использовать его в качестве диэлектрического материала, диэлектрическая проницаемость которого не зависит от температуры и, кроме того, обладающего близким к нулевому коэффициентом объемного термического расширения, может быть получено только при условии соблюдения соотношения компонентов исходной шихты и параметров, заявленных в предлагаемом способе. Так, при несоблюдении заявленных интервалов соотношения сложных оксидов в исходной шихте, а также при снижении температуры обжига ниже 700°C или при повышении ее выше 750°C и при выходе за заявленные значения временного интервала, в конечном продукте появляются примесные фазы сложных цинк-кадмиевых оксидов, кристаллизующихся в других полиморфных модификациях, при этом в температурной зависимости диэлектрической проницаемости наблюдается увеличение температурного коэффициента.
Способы получения нового соединения иллюстрируются следующими примерами.
Пример 1. Берут 2,0680 г Zn2V2O7 и 1,7548 г Cd2V2O7 (соотношение равно 0,6:0,4), тщательно перетирают в агатовой ступке с добавлением 2 мл этилового спирта. Затем шихту помещают в алундовый тигель и обжигают в печи в атмосфере воздуха при температуре 700°C в течение 5 часов. Затем печь охлаждают произвольно до комнатной температуры, вынимают спеченный продукт, помещают в агатовую ступку и тщательно перетирают без добавления спирта. Полученный порошок снова помещают в тот же тигель и обжигают в печи при 750°C в течение 10 часов. Затем снова печь охлаждают до комнатной температуры и продукт обрабатывают, как описано выше, после чего обжигают в печи при 750°C в течение 30 часов. После охлаждения печи до комнатной температуры готовый продукт извлекают. По данным рентгенофазового анализа получают однофазный продукт со структурой искаженного тортвейтита состава Zn1,2Cd0,8V2O7. Параметры ячейки равны а=7,095 Ǻ; в=8,625 Ǻ; с=4,990; β=107,42°. На фиг.1 представлена температурная зависимость диэлектрической проницаемости полученного соединения. В области температур от +50°C до 400°C диэлектрическая проницаемость равна ε=0,5×10+4 и не зависит от температуры, температурный коэффициент диэлектрической проницаемости практически равен нулю. Неизменность диэлектрической проницаемости в области температур от +50°C до 400°C сопровождается близким к нулевому коэффициентом объемного термического расширения (фиг.2).
Пример 2. Берут 2,4126 г Zn2V2O7 и 1,3161 г Cd2V2O7 (соотношение равно 0,7:0,3), тщательно перетирают в агатовой ступке с добавлением 2 мл этилового спирта. Затем шихту помещают в алундовый тигель и обжигают в печи в атмосфере воздуха при температуре 710°C в течение 6 часов. Затем печь охлаждают произвольно до комнатной температуры, вынимают спеченный продукт, помещают в агатовую ступку и тщательно перетирают без добавления спирта. Полученный порошок снова помещают в тот же тигель и обжигают в печи при 760°C в течение 10 часов. Затем снова печь охлаждают до комнатной температуры и продукт обрабатывают, как описано выше, после чего обжигают в печи при 760°C в течение 32 часов. После охлаждения печи до комнатной температуры готовый продукт извлекают. По данным рентгенофазового анализа получают однофазный продукт со структурой искаженного тортвейтита состава Zn1,4Cd0,62O7. Параметры ячейки равны а=7,100 Ǻ; в=8,550 Ǻ; с=5,010; β=108,23°. В области температур от +50°C до 400°C диэлектрическая проницаемость равна ε=0,5×10+4 и не зависит от температуры, температурный коэффициент диэлектрической проницаемости практически равен нулю.
Пример 3. Пример 2. Берут 2,7573 г Zn2V2O7 и 0,8774 г Cd2V2O7 (соотношение равно 0,8:0,2), тщательно перетирают в агатовой ступке с добавлением 2 мл этилового спирта. Затем шихту помещают в алундовый тигель и обжигают в печи в атмосфере воздуха при температуре 710°C в течение 6 часов. Затем печь охлаждают произвольно до комнатной температуры, вынимают спеченный продукт, помещают в агатовую ступку и тщательно перетирают без добавления спирта. Полученный порошок снова помещают в тот же тигель и обжигают в печи при 760°C в течение 10 часов. Затем снова печь охлаждают до комнатной температуры и продукт обрабатывают, как описано выше, после чего обжигают в печи при 760°C в течении 32 часов. После охлаждения печи до комнатной температуры готовый продукт извлекают. По данным рентгенофазового анализа получают однофазный продукт со структурой искаженного тортвейтита состава Zn1,6Cd0,4V2O7. Параметры ячейки равны а=7,112 Ǻ; в=8,490 Ǻ; с=5,026; β=108,92°. В области температур от +50°C до 400°C диэлектрическая проницаемость равна ε=0,5×10+4 и не зависит от температуры, температурный коэффициент диэлектрической проницаемости практически равен нулю.
Таким образом, авторами предлагается способ получения сложного ванадата цинка и кадмия в качестве диэлектрического материала, диэлектрическая проницаемость которого не зависит от температуры в широком интервале температур. Причем в этом же температурном интервале коэффициент объемного термического расширения имеет значения, близкие к нулю. При этом диэлектрический материал пригоден для работы на воздухе при нормальном давлении и повышенной температуре.
Claims (1)
- Способ получения сложного ванадата цинка и кадмия Zn2-2xCd2xV2O7, где 0,2≤x≤0,4, включающий приготовление исходной смеси ингредиентов, содержащей Zn2V2O7 и Cd2V2O7, взятых в соотношении (0,6÷0,8):(0,4÷0,2) соответственно, перетирание смеси при добавлении 1-2 мл этилового спирта на 3-5 г смеси, обжиг на воздухе при температуре 700-710°C в течение 5-6 ч с последующим измельчением и обжиг на воздухе при температуре 750-760°C в течение 40-42 ч, при этом измельчение проводят после 10 ч обжига.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011111505/02A RU2471713C2 (ru) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Способ получения сложного ванадата цинка и кадмия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011111505/02A RU2471713C2 (ru) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Способ получения сложного ванадата цинка и кадмия |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011111505A RU2011111505A (ru) | 2012-09-27 |
RU2471713C2 true RU2471713C2 (ru) | 2013-01-10 |
Family
ID=47078201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011111505/02A RU2471713C2 (ru) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Способ получения сложного ванадата цинка и кадмия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2471713C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103130276A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-06-05 | 安徽工业大学 | 一种钒酸镉纳米棒的制备方法 |
CN106186063A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种纳米级钒酸锌的制备方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109264781B (zh) * | 2018-09-05 | 2021-06-11 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | Cd2V2O7纳米材料及其制备方法、Cd2V2O7复合电极 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1253358A1 (ru) * | 1984-09-18 | 1996-01-10 | Ереванский политехнический институт им.К.Маркса | Материал для изготовления терморезисторов с положительным температурным коэффициентом сопротивления |
RU2132856C1 (ru) * | 1997-11-25 | 1999-07-10 | Браткова Любовь Робертовна | Светотрансформирующий материал и композиция для его получения |
SU460711A1 (ru) * | 1973-01-02 | 2000-03-10 | Институт катализа СО АН СССР | Способ получения ванадатов |
US6485557B1 (en) * | 2000-07-06 | 2002-11-26 | Dmc2 Degussa Metals Catalysts Cerdec Ag | Manganese vanadium oxide pigments |
JP2004160327A (ja) * | 2002-11-12 | 2004-06-10 | National Institute For Materials Science | MOx−ZnO複合酸化亜鉛光触媒とその製造方法 |
-
2011
- 2011-03-25 RU RU2011111505/02A patent/RU2471713C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU460711A1 (ru) * | 1973-01-02 | 2000-03-10 | Институт катализа СО АН СССР | Способ получения ванадатов |
SU1253358A1 (ru) * | 1984-09-18 | 1996-01-10 | Ереванский политехнический институт им.К.Маркса | Материал для изготовления терморезисторов с положительным температурным коэффициентом сопротивления |
RU2132856C1 (ru) * | 1997-11-25 | 1999-07-10 | Браткова Любовь Робертовна | Светотрансформирующий материал и композиция для его получения |
US6485557B1 (en) * | 2000-07-06 | 2002-11-26 | Dmc2 Degussa Metals Catalysts Cerdec Ag | Manganese vanadium oxide pigments |
JP2004160327A (ja) * | 2002-11-12 | 2004-06-10 | National Institute For Materials Science | MOx−ZnO複合酸化亜鉛光触媒とその製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КРАСНЕНКО Т.И. Ванадаты двухвалентных металлов: термические и химические деформации, фазовые равновесия, автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук. - Челябинск, 2008, с.6, 13, 15. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103130276A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-06-05 | 安徽工业大学 | 一种钒酸镉纳米棒的制备方法 |
CN106186063A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种纳米级钒酸锌的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011111505A (ru) | 2012-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111763082B (zh) | 一种钛酸锶钡基介质陶瓷材料及其制备方法和应用 | |
US7697263B2 (en) | High-temperature dielectric materials and capacitors made therefrom | |
Wang et al. | Enhanced energy storage and fast charge-discharge capability in Ca0. 5Sr0. 5TiO3-based linear dielectric ceramic | |
JP2011011963A (ja) | セラミックス材料、及びキャパシタ | |
RU2471713C2 (ru) | Способ получения сложного ванадата цинка и кадмия | |
Rehman et al. | The effects of SiO2 addition on the phase, microstructure, dielectric, and energy storage properties of BaTiO3-based ceramics | |
Narang et al. | Frequency and temperature dependence of dielectric and electric properties of BaSmTiO with structural analysis | |
JPS597665B2 (ja) | 高誘電率磁器組成物 | |
JPH0583508B2 (ru) | ||
JPS6128619B2 (ru) | ||
Zhong et al. | Solubility limits and microwave dielectric properties of Ba6− 3xSm8+ 2xTi18O54 solid solution | |
JP2010076958A (ja) | 圧電セラミックス、及びその製造方法 | |
Chen et al. | Microstructure and dielectric properties of La2O3 doped Ti-rich barium strontium titanate ceramics for capacitor applications | |
RU2683432C1 (ru) | Способ получения диэлектрического материала на основе силиката цинка | |
JP5742938B2 (ja) | 単板コンデンサ | |
JP2011157252A (ja) | 圧電セラミックス及びその製造方法 | |
JP2010006623A (ja) | 圧電セラミックス及びその製造方法 | |
CN101723665A (zh) | 可中温烧结的高温度稳定性电介质陶瓷及其制备方法 | |
JP2009227483A (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
JPH0817057B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
JPS6216481B2 (ru) | ||
JPH0562403B2 (ru) | ||
RU2588242C1 (ru) | Способ получения диэлектрического материала на основе ниобата кадмия | |
JP2762831B2 (ja) | 半導体磁器組成物の製造方法 | |
CN113754427A (zh) | 一种高介电常数x8r型钛酸钡基介电材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150326 |