Спосіб отримання нанокристалічних матеріалів на основі манганітів лантану

Спосіб одержання нанокристалічних манганітів лантану, що включає сумісне осадження з роз C2 1 3 94832 30-40 годин. Недоліком цього способу є надто великі розміри кристалітів при високих температурах синтезу, необхідність тривалої термообробки при температурах понад 600-800 °С, та неможливість отримання однофазного матеріалу при нижчих температурах. Вказаний спосіб вибраний як прототип. Вирішується задача отримання і підвищення технічних характеристик однофазних нанокристалічних матеріалів на основі манганітів лантану, які в залежності від розміру нанокристалітів дозволяють забезпечити ті чи інші переваги: більшу питому поверхню, суперпарамагнітний стан, підвищену коерцитивну силу, зниження температури спікання із одночасним підвищенням щільності. Поставлена задача досягається тим, що шихта отримується з використанням загальних ознак із прототипом, що включають сумісне осадження розчинних солей лужноземельних металів, лантану, марганцю (нітрати, хлориди, сульфати і т.п.) які додаються до надлишку осаджувача (аміаку або карбонату амонію) із утворюванням гідроксидів або карбонатів лужноземельних металів, лантану і марганцю, фільтрацію на паперовому фільтрі, сушіння і синтезуючий випал, і відрізняється тим, що перед синтезуючим випалом суміш піддають ізостатичному пресуванню при високому тиску. Синтезуючий випал проводиться при температурі 600 °С нетривалий час (3-6 годин). Після цього спресовані зразки розмелюють, знову пресують і піддають термообробці, аналогічній до попередньої. Холодне ізостатичне пресування проводили при тиску 11,5 ГПа в паперових прес-формах, які для попередження попадання масла поміщали в гумову оболонку. Цикли помел-пресування-випал повторюються три рази до досягнення однофазної структури. Причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками винаходу і технічним результатом полягає в наступному. 1. Досягається технічний результат, який полягає в тому, що коерцитивна сила зразків із такими розмірами кристалітів (30 нм) сягає 160 ерстед [Г. Я. Акимов, С. Ю. Прилипко, Ю. Ф. Ревенко, В. М. Тимченко Особенности физических свойств нанокристаллических образцов (La0,65Sr0,35)0,8Mn1,2О3±Δ, полученных с использованием холодного изостатического прессования // ФТТ.- 2009. - Т. 51. - вып. 4. - С. 727-728.], що вище, ніж у крупнокристалічних зразках, а високі значення поверхневої енергії, що притаманні нанокристалічним матеріалам, сприяють процесам спікання, що дозволяє отримувати більш якісну кераміку з більшою щільністю, електропровідністю і ефектом колосального магнітоопору. Комп’ютерна верстка Л. Купенко 4 При температурі 450 °С кожний синтезуючий випал проводиться годин, а кількість циклів помелпресування-випал досягає 6. Технічний результат: висока питома поверхня в компактах, матеріал перебуває в суперпарамагнітному стані [Прилипко С. Ю., Акимов Г. Я., Ревенко Ю. Ф., Варюхин В. Н., Новохацкая А. А. Коэрцитивная сила нанокристаллических манганитов // ФНТ. - 2010. - Т. 36. - № . 4. - С. 452-455.]. Перераховані ознаки складають суть винаходу на спосіб і є необхідними для реалізації винаходу і достатніми для досягнення поставленої задачі. Приклад 1 реалізації. Нітрат лантану (марки Ч), нітрат стронцію (марки ЧДА) і нітрат марганцю (марки ЧДА) змішуються у пропорціях, відповідно до формули (La0,65Sr0,35)0,8Mn1,2О3, і цю суміш розчинів по краплях (100 мл/хв.) додають до розчину карбонату амонію, який береться у надлишку. Далі осад, що утворився у вигляді карбонатів, відфільтровувався на паперовому фільтрі та сушився при 100-150 °С до повного видалення води. Холодне ізостатичне пресування проводилось при тиску 1 ГПа в паперових прес-формах, які для попередження потрапляння масла поміщались у гумову оболонку. Далі проводиться синтезуючий випал при температурі 600 °С протягом 5 годин. Після цього спресовані зразки розмелюють, знову пресують при 1 ГПа і знову випалюють протягом 5 годин. Після 3 циклів пресування та термообробки рентгенівський аналіз не виявив присутності вихідних компонентів. Середній розмір кристалітів визначався за допомогою ТЕМ на приборі JEM-100СХ і дорівнював 30±3 нм. Приклад 2. Нітрат лантану (марки Ч) і нітрат марганцю (марки ЧДА) змішуються у пропорціях, відповідно до формули La0,7Мn1,3О3±Δ, і цю суміш розчинів по краплям (100 мл/хв.) додають до розчину аміаку, який береться у надлишку. Далі осад, що утворився у вигляді гідроксидів, відфільтровувався на паперовому фільтрі та сушився при 100-150 °С до повного видалення води. Холодне ізостатичне пресування проводилось при тиску 1 ГПа в паперових прес-формах, які для попередження потрапляння масла поміщались у гумову оболонку. Далі проводиться синтезуючий випал при температурі 450 °С протягом 6 годин. Після цього спресовані зразки розмелюють, знову пресують при 1 ГПа і знову випалюють протягом 6 годин. Після 6 циклів пресування та термообробки рентгенівський аналіз не виявив присутності вихідних компонентів. Середній розмір кристалітів визначався за допомогою ТЕМ на приборі JEM-100СХ і дорівнював 6±1 нм. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601