SU812721A1 - Способ получени керамическогоМАТЕРиАлА СиСТЕМы - - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технологи производства керамических материало в частности материалов системы CaS i Oj-TiOg-f которые могут быть применены в конденсаторной высокочастотной технике.

Известен способ получени  материалов системы CaSiO -TiC, по которому первоначально из углекислого кальци  и двуокиси кремни  при 1200с синтезируют силикат кальци , а затем из него готов т смеси сдвуокисью титана СИ.

Этот способ отличаетс  многостадийностью , включает многочисленные помолы как исходных веществ, так и продуктов реакции и не всегда позвол ет получать однородные материалы ,, что. отрицательно сказываетс  на их электрофизических свойствах.

Изестен также способ получени  кераглического материала системы С а S i Од-Т i Og путем помола и смешени  мелкодисперсной двуокиси кремни , гидроокиси титана и кальцийсодержащего компонента в виде .гидрата оки:си кальци  или известкового молока в воде в присутствии щелочных доба вок, представл ющих .собой фториды, бораты, карбонаты, хлориды или гидроокиси натри  или ксши , проводимого при 20-90°С в течение 2-24 ч с последуклцей гидротермальной обработкой смеси в автоклавах при 225325 С и давлении 14-31 атм в течение 24-98 ч.

По данному способу исходную смесь соединений готов т в соотношении

окислов SiO,:СаО:Т 0„ 1:(1-1,21):(11 ,07) 21.

Недостатком данного способа  вл етс  его сложность вследствие, .необходимости применени  повышенного давлени , использовани  щелочных

добавок и длительной отмывки целевого продукта от щелочных ионов натри  и кали .

Кроме того, известный процесс достаточно длителен, идет в течение

26-122 ч. Продукт имеет плохие диэлектрические свойства вследствие высокого тангенса угла диэлектрических потерь (tgS) пор дка 2050ilO , что делает практически невозможным его использование дл  конденсаторной техники. .

Цель изобретени  - упрощение процесса получени  керамического материала системы CaSiOj-TiO и улуч/шение его диэлектрических свойств.

ПоставленнсШ цель достигаетс  описываемым способом получени  керамического материала системы CaSiO -TiO путем смешивани  мелкодисперсной двуокиси кремни , гидроокиси титана и кальцийсодержаадего компонента - карбоната кальци  в присутствии щелочного агента таким образом,.что в воде предварительно диспергируют двуокись кремни , после чего в образовавшуюс  суспензию ввод т азотную кислоту и гидроокись титана, а затем к полученной смеси добавл ют карбонат кальци  и щелочной агент - аммиачно-карбонатный раствор при мол рном соотношении копонентов смеси CaCOa-SiOj.TiO HNO, (NH4)gC03(0,9-l,Ol)5 (0,981 ,02): (0,50-6,00) ;(К5-2,оо): (5,оо6 ,00); (2,00-3,09) с последукнцей термообработкой полученного твердого продукта при 1100-1200 С.

Изобретение пoзвOJI eт упростить способ получени  керамического материала систег ы CaSiO -TiO вследствие отсутстви  необходимости применени  в процессе высокого давлени , поскольку реакционную смесь готов т при нормальных услови х, и длительной промывки целевого продукта от щелочных металлов, а также значительного сокращени  длительности процесса.

Керамический материал, полученный по данному изобретению, пригоден дл  использовани  в конденсаторной технике, так как он характеризуетс  тангенсом угла диэлектрических потерь не более требуемой нормы дл  указанного типа материалов ( 6 Ю и характ,еризуетс  при этом следующими диэлектрическими показател ми: диэлктрическа  проницаемость ,25-85 и величина ТК f-400- (+1600-10)J .

Необходимость предлагаемых условий проведени  процесса обосновываетс  следукидйм.

Соотношение СаСОзSiOg 1:1 ®обходимо дл  получени  нухсных свойств конечного продукта. Отклонени  допусти1Ф1 только в узких, пределах (о,98-102), так как избытки СаО и SiOg ухудшают спекаемость и свойства материала.

Широкие пределы отношений СаСО и TiO захватывают области, где мож но получить слекагащиес  материалы с различными и ТК.

Выбранное количество HNO позвол ет перевести гидратированные TiO и Si02 в активное состо ние без их переведени  в коллоиды. Требуемое количество NH/,0И и (NH) «СО обеспечивает нейтрализацию HNOj и соответствующее осаждение карбоната кальци . Большие количества осгщите ей , вызывают нежелательную пептизацию и по вление в растворе титана за счет образовани  карбонатного комплекса.

Пример . В реактор объемом 10 л, снабженный быстроходной мешалкой , заливают 6 л воды, включают мешалку и устанавлившзт скорость ее вращени  не менее 2500-3000 об/мин, после чего всыпают двуокись кремни  в виде аэросила в количестве 310,33 г (5,17 моль) и дл  обеспечени  хорошего смачивани  и получени  однородной взвеси перемшоивание продолжают 1-1,5 ч. После этого добавл ют к смеси 1 л 250 мп концентррованной азотной кислоты (60% или 13 моль/л} и всыпают постепенно 454,3 г высушенной гидроокиси титан в виде проданного продукта (метатитанова  кислота) или гидратированно двуокиси титана, содержащей 87,9% TiO. Перемешивание продолжают не менее 1-1,5 ч до образовани  плохо отстаивающейс  суспензии. После этого всыпают карбонат кальци  в количестве 510,2 г при 98% содержани  основного вещества. После прекращени , выделени  СО в суспензию вливают аммиачно-карбонатный раство содержшций 4,1 л концентрированного водного раствора аммиака ( моль/л) и 8,8 л 2,5 мол рного раствора карбоната аммони . Суспензию перемешивают еще 1-1,5 ч. Провер ют качественной реакцией полноту осазхдени  кальци , которую обеспечивают по мере необходимости добавлением осадител  дл  его доосаждёни . После этого останавливают мешалку и сливают суспензию на нутчфильтр . Осадок пролывают один раз водойг, сушат при 200 С,размалывают в барабанной фарфоровой мельнице в течение 1-2 ч. Порошок прокаливают при 1100-1200с и после этОго из него спекают керамику.

Технико-экономическое преимущество йзобрет-ени  определ етс  тем что оно позвол ет получить конденсаторные материалы в широком диапазоне которые значительно дешевле промышленных материалов на основе твердых растворов, алюмината лантана - титаната кальци  и на титанахов бари  неодима и самари 

Claims (4)

1. Способ получени  кёрамическо-. го материала системы CaSiО,-ТiOg, вкл1бча101дии введение мелкодисперсной двуокиси кремни , гидроокиси титана и кальцийсодержащего компонента в воду в присутствии щелочного агента и термообработку образовавшегос  осадка, отличающийс  тем, что,с целью упрощени  процесса и улучешни  диэлектрических свойств целевого продукта, в воду предварительно диспергируют двуокись кремни , после чего в образовавшуюс  суспензию ввод т азотную кислоту и гидроокись титана, а затем к полученной смеси добавл ют карбонат кальци  и щелочный агент.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что в качестве щвг лочногр агента используют аммиачмокарбонатный раствор.

3.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и .с   тем, что указаннЬне компоненты смеси берут в мол рном соотношении СаСО,: SiO-t TIO-; HNOj-. ЧМНд) СО, (0,09-1 ,01) : (0,98г1 .02)-. :(0,5-Ь,0):( 1,5-2.0): (5-6); (2-3).

4. Способ по п. 1, отличаюад и и с   тем, что термообработку с провод т в твердой фазе при 11001200С ..

Источники инфсфмации, прин тые во внимание при экспертизе

1.- Nat. Teclin. (teport. 1968, 0 14, 9, p. 191-196.

2. Патент США 3695836, кл. 423-331, опублик. 1972,