способ получения купратов редкоземельных элементов и бария
| Классы МПК: | C01F17/00 Соединения редкоземельных металлов, те скандия, иттрия, лантана или группы лантаноидов |
| Автор(ы): | Боева Майсара Каримовна (RU), Гаркушин Иван Кириллович (RU), Аминева Наталья Анатольевна (RU), Бамбуров Виталий Григорьевич (RU), Шарафутдинов Динар Дамирович (RU), Васильев Владимир Владиславович (RU) |
| Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2008-04-09 публикация патента:
10.05.2010 |
Изобретение может быть использовано для синтеза сверхпроводников. Гетерополиядерный комплекс нитратов РЗЭ, меди (II), бария и пиридина состава Ln(NO3)3:2Ва(NO3) 2:3Cu(NO3)2:9(С5Н 5N·НNО3)·nН2O, где в качестве лантаноидов используют Tb, Dy, Но, Er, Sm, Eu, Gd, подвергают обжигу при 250-300°С, измельчают и прокаливают при температуре 900-930°С для таких РЗЭ, как тербий, диспрозий, гольмий, эрбий или при 850-880°С для самария, европия и гадолиния. Изобретение позволяет получить сверхпроводящую орторомбическую фазу купратов РЗЭ в виде высокодисперсного порошка без дополнительного насыщения их кислородом.
Формула изобретения
Способ получения купратов РЗЭ и бария, включающий прокаливание гетерополиядерного комплекса из нитратов РЗЭ, меди (II), бария и пиридина, отличающийся тем, что вначале ведут предварительный обжиг гетерополиядерного комплекса состава Ln(NO3) 3·2Ва(NO3)2·3Cu(NO 3)2·9(С5Н5N·НNО 3)·nН2O при 250-300°С, измельчают и проводят основной обжиг при температуре 900-930°С для таких РЗЭ, как тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, или при 850-880°С для самария, европия, гадолиния.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к разработке синтеза сверхпроводников на основе купратов редкоземельного элемента и бария (LnВа2Сu3 O7- , где Ln=Sm, Eu, Gd, Y, Tb, Dy, Но, Er).
Известен способ получения купратов редкоземельных элементов из смеси ВаСО3, Y2O3 и СuО. Однако по приведенному способу процесс идет более 24 ч: на первой стадии смесь прокаливают при 850°С с последующим измельчением и выдержкой в течение 2 ч при 950°С (Итоги науки и техники. Серия «Химия твердого тела». Т.6. - М.: ВИНИТИ, 1988, с.36-37).
Также известен способ получения купратов редкоземельных элементов и бария из ВаСО3, Y2 О3 и СuО быстрым нагреванием до 950°С, выдержкой при 950°С в течение 2-6 ч, охлаждением, измельчением реакционной смеси и повторением этих операций трижды (Poeppel R.B. et al. Fabrication of YВа2Сu3O7 superconducting ceramics chemistry of hegh-temperature Superconducting, ACS Symp, 1987, № 351, p.261-266).
Предложенные способы имеют сложную технологию и высокую температуру синтеза.
Наиболее близким к предложенному является способ получения купратов редкоземельных элементов и бария путем разложения соединения Ва2[LnCu3(С5Н5N) 12(NO3)3]·nН2O при 920°С LaВа2Cu3O7- (Фотиев А.А., Слободин Б.В., Фотиев В.А. Химия и технология высокотемпературных сверхпроводников. Екатеринбург: Уро РАН. 1994, с.372-373). Недостатки предложенного способа - не распространяются на весь ряд РЗЭ, в том числе на Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Но, Er.
Новизна заявленного способа по сравнению с известными заключается в том, что для синтеза купратов РЗЭ (Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Но, Er) и бария используют гетерополиядерные комплексы, получаемые из растворов нитратов РЗЭ, меди (II), бария и пиридина в соотношении Ln(NO3)3:2Ba(NO 3)2:3Cu(NO3)2:9(C 5H5N·HNO3)·nH2 O, где n=12 15, путем разложения этих соединений получаются высокодисперсные порошки орторомбической фазы без дополнительного насыщения кислородом. Порошки сверхпроводящей фазы хорошо прессуются холодным прессованием без добавки каких-либо связующих.
Техническим результатом является получение орторомбической фазы купратов редкоземельных элементов и бария в виде высокодисперсного порошка и без дополнительного насыщения кислородом.
Технический результат достигается прокаливанием гетерополиядерных комплексов из нитратов РЗЭ, меди (II), бария и пиридина состава Ln(NO3)3 ·2Ва(NO3)2·3Cu(NO3 )2·9(С5Н5N·HNO 3)·nН2O при 250-300°С измельчением и основным обжигом при температуре 900-930°С для таких РЗЭ, как тербий, диспрозий, гольмий, эрбий или при 850-880°С для самария, европия и гадолиния в течение 40 минут.
Предложенный способ реализуется следующим образом. Исходный гетерополиядерный комплекс нагревают до 250-300°С в печи шахтного типа, измельчают и помещают в печь шахтного типа (или муфельную печь), и проводят обжиг при температуре 900-930°С для таких РЗЭ, как тербий, диспрозий, гольмий, эрбий или при 850-880°С для самария, европия и гадолиния в течение 5, 20, 60, 80 минут. Степень превращения в сверхпроводящее состояние достигает около 70%. Для достижения практически полной степени превращения (100%) необходимо время реакции 40 минут.
При температуре 930°С степень превращения в сверхпроводящее состояние (100%) достигается в течение 40 минут. По данным рентгенофазового анализа показана индивидуальность орторомбической фазы LnBa2Cu 3O7- .
Заявленный способ имеет существенное преимущество по сравнению с известными - значительно снижается время синтеза и улучшается качество полученной орторомбической сверхпроводящей фазы.
Класс C01F17/00 Соединения редкоземельных металлов, те скандия, иттрия, лантана или группы лантаноидов