ПОЛУЧЕНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ И СМЕШАННЫХ ТИТАНИЛОКСАЛАТОВ И ТИТАНАТОВ КАЛЬЦИЯ, СТРОНЦИЯ И БАРИЯ – МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА РАДИОКЕРАМИКИ

1

• Авторы
• Файлы

Онорин С.А. Пономарев В.Г. Кудрявский Ю.П. Калинин А.И. Статья в формате PDF 117 KB

В настоящее время электронная промышленность является одной из наиболее быстро развивающихся областей мировой экономики. Причем, высокие темпы развития наблюдаются как в производстве сложных электронных систем для сбора, обработки, хранения и распространения информации, контроля параметров и диагностики, так и в производстве электроприборов бытового назначения. Технические хаpaктеристики и качество электронной техники напрямую зависят от качества установочных деталей а, по факту, определяются качеством исходных материалов для радиокерамики, из которых изготовлены установочные детали.

Основным сырьем для получения радиокерамики являются порошки. При их спекании, в зависимости от состава смеси и условий синтеза, образуется радиокерамика с особыми электрическими, магнитными или оптическими свойствами. Традиционные для производства радиокерамики термические методы, основанные на механическом смешении оксидов, карбонатов или других солей металлов с последующим их прокаливанием, из-за непреодолимых недостатков (высокая температура синтеза, неравномерное распределение компонентов в керамике, ее загрязнение примесями и др.), несмотря на попытки их усовершенствования, не могут удовлетворить все возрастающие требования к качеству керамики, особенно идущей на изготовление прецизионных видов изделий.

Прогресса в области синтеза материалов для радиокерамики можно достигнуть, если использовать химические методы, которые во многом свободны от перечисленных выше недостатков, но пока слабо изучены как с точки зрения химизма и технологии реализации происходящих процессов, так и их аппаратурного оформления. Разработке химических методов получения порошков для радиокерамики сейчас уделяется большое внимание исследователей, особенно за рубежом.

Именно химический метод нами был выбран в качестве инструмента при разработке технологии и организации выпуска наиболее востребованных из титансодержащих материалов - индивидуальных и смешанных титанилоксалатов и титанатов кальция, стронция и бария.

Проведено исследование физико-химических основ процессов, происходящих в системе TiCl₄+H₂C₂O₄+МCl₂+H₂O (где: М=Ca, Sr, Ba), а также - при термообработке индивидуальных и смешанных титанилоксалатов метеллов. Разработаны технологические приемы и методы осаждения, промывки, прокаливания, кристаллизации титансодержащих материалов, переработки производственных отходов. Определены оптимальные технологические параметры для проводимых процессов, а также - разработаны аппаратурные схемы установок для реализации технических решений.

Технологии производства индивидуальных и смешанных титанилоксалатов и титанатов кальция, стронция и бария предусматривают проведение одинаковых технологических операций, которые, однако, проводятся при разных технологических режимах. В некоторых случаях необходима дополнительная специальная обработка материалов. Основными операциями являются: 1- подготовка сырья и приготовление растворов солей; 2- получение и промывка осадка титанилоксалата металла (металлов); 3- отделение промытого осадка от раствора; 4- сушка и прокаливание осадка; 5- очистка маточного раствора и промвод от примесей и их утилизация.

Технологию способа, на примере синтеза титанилоксалата стронция (ТОС) и титаната стронция (ТС), отражают следующие химические уравнения:

 

В общем случае, полученный по реакции (1) индивидуальный (или смешанный) титанилоксатат может представлять собой как готовый продукт, так и (по желанию заказчика), быть подвергнут прокаливанию при специальном режиме для получения титаната соответствующего металла (металлов) по реакции (2).

Установка для получения индивидуальных и смешанных титанилоксалатов и титанатов кальция, стронция и бария состоит из четырех отделений: 1 - реакторное, 2 - термическое, 3 - утилизации сточных вод и отходящих газов, 4 - хранения сырья и готовых продуктов и включает следующее, соединенное специальным образом, основное оборудование: емкость для трaнcпортировки и подачи тетрахлорида титана, баки для приготовления необходимых для синтеза растворов солей, баки-дозаторы, смесительное устройство, фильтрующее оборудование, емкость для сбора маточных растворов и промвод с реактором для их переработки, сушильный агрегат и прокалочную печь. Все аппараты и оборудование отечественных производителей. Проектная мощность производства соответствует уровню предприятия малотоннажной химии и составляет 30 т титансодержащих материалов в год.

Новая технология получения индивидуальных и смешанных титанилоксалатов и титанатов кальция, стронция и бария обеспечивает их качество на уровне лучших зарубежных аналогов при цене в 3-5 раз меньше.

Работа выполнена в рамках ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002-2006 годы» при финансовой поддержке Федерального агентства по науке и инновациям РФ по госконтpaкту от 15.09.2005 г., № 02.457.11.7025, шифр: 2005-РИ-34.0/008/023.

---