Спосіб одержання феромагнітного порошку

1. Способ получения ферромагнитного порошка, включающий предварительное получение центров кристаллизации, осаждение на последних оксалата железа, отделение полученных частиц с последующей термообработкой в восстановительной среде, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что центры кристаллизации готовят восстановлением ионов серебра двухвалентным железом. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что оксалат железа осаждают при температуре 5-10°С. С > Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности, к изготовлению порошков на основе железа и может быть использовано в химической промышленности и медицине. Известно, что ферромагнитные порошки, благодаря магнитоуправляемой адресатной доставке в орган-мишень, могут локализовать в нем лекарственные препараты, тем самым повышая активность действия препаратов на патологические ткани организма. С точки зрения эффективного использования ферромагнитных порошков в медицине и биологии они должны обладать определенными физико-химическими свойствами, такими как гидрофильность, высокодисперсность, коррозионная устойчивость и меди ко-биологическими свойствами, как бактерицидность. Так, впервые в качестве магнитного материала было использовано ферромагнитное вещество в виде частиц карбо нильного железа размером 1-3 мкм при введении в организм животному. Частицы металлов с такими размерами обладают высокой склонностью к окислению и требуют особых условий хранения в атмосфере инертного газа или в вакууме. Даже кратковременный контакт с воздухом приводит к окислению, а следовательно и к потере физико-химических свойств. Степень дисперсности карбонильного железа недостаточно высока для проведения многих медико-биологических исследований. Поэтому ведутся разработки способов, обеспечивающих получение гидрофильных, высокодисперсных порошков на основе железа, противостоящих коррозии и обладающих бактерицидностью. Известен способ получения высокодисперсного магнитного порошка в двухслойной электролитической ванне. Способ реализуется следующим образом. В электролизер закрытого типа, оборудованный О О 26923 вращающимся катодом и неподвижным анодом из железа "Армко", заливают водный раствор соли железа-хлорида, сульфата, серно-аммиачного раствора. Режим электроосаждения магнитного порошка для примера конкретного выполнения способа составляет: рН электролита 1-5, катодная плотность тока 1 - 10 А/ дм, температура 10 - 80°С Концентрация соли в электролите 25 - 300 г/л в зависимости от заявляемой дисперсности получаемых частиц. После окончания электролиза верхний слой отделяют от нижнего, порошок промывают этиловым спиртом и сушат в вакуумном шкафу до постоянного веса. Полученный продукт представляет собой черный магнитный порошок с размером частиц 0,1 - 1,0 мкм, имеющий форму дендритов и содержащий 57% металлической фазы. Навески порошка с размером частиц 0,15 - 0,35 мкм намагничивают в постоянном магнитном поле напряженностью от 4 до 120 кА/м на установке для испытания магнитотвердых материалов У-5022. Бактерицидные свойства определяли методом агаровых лунок на музейном штамме золотистого стафилококка Staph aureus 209 (Р). Для этого расплавленную агаризованную среду разливали по 20 мл в стерильные чашки Петри диаметром 100 мм. Перед заражением Staph aureus 209 (Р) поверхность среды подсушивают в течение 40 мин при комнатной температуре. Бактериальную взвесь золотистого стафилококка в количестве 1 мл равномерно распределяют по поверхности среды. Затем с помощью пробирок диаметром 10 мм проделывают лунки в среде и в лунки засыпают навески порошка по 5 мг. Результаты учитывают через 24 ч после выдерживания чашек при температуре 37°С. В качестве результатов фиксируется зона задержки роста микроорганизмов вокруг лунки с навеской порошка, включая лунку, с помощью линейки. Порошки железа, полученные данным способом, обладают бактерицидными свойствами, которые характеризуются зоной задержки роста Staph aureus 209 {Р), равной 1 6 - 3 0 мм. Зона соизмерима с зоной действия антибиотика. Таким образом, способ, обеспечивающий получение бактерицидного порошка, является наиболее близким к изобретению по достигаемому результату. Однако, с точки зрения использования в медицине порошок имеет следующие недостатки: порошок имеет гидрофобную поверхность и не смачивается ни водой, ни физиологическими растворами, в результате чего не может быть использован ни при внутривенном, ни при внутримышечном введении его в организм; достаточно крупный размер частиц 0,15 5 0,35 мкм и их дендритная форма также не способствует ни внутривенному, ни внутримышечному введению его. Таким образом, порошок, получаемый по описанному способу (3), характери.10 зуется: низкой коррозионной устойчивостью, так как при хранении его в течение 6 месяцев при комнатной температуре железо металлическое, содержащееся в нем, уменьшается на 22%: не может подвер15 гаться температуре стерилизации 100 120°С, так как при температуре свыше 65°С происходит интенсивное окисление порошка. Наиболее близким к изобретению по 20 технической сущности является способ получения порошка Fe-Co-Ni. Сущность способа заключается в предварительном получении центров кристаллизации - частиц оксалата кобальта, на которых осаждают 25 оксалаты Fe-Co-Ni из их сульфатно-нитратных растворов с последующей термообработкой порошка в восстановительной среде. Для реализации способа готовят 4 30 раствора. Раствор 1. 252 г дегидрата щавелевой кислоты, 150 г чистого полисахарида, 150 г денатурата, 150 мл деионизованной воды. 35 Раствор 2. 25 г тетрагидратацетата кобальта, 25 г лимонной кислоты, 60 г сахарного сиропа, 50 г денатурата, 50 мл деионизованной воды. Раствор 3. 25,2 г дегидрата щавеле40 вой кислоты, 400 мл деионизованной воды. Раствор 4. 18 г гексагидрата нитрата кобальта, 5 г гептагидрата сульфата железа, 5 г нитрата никеля, 150 мл деиони45 зованной воды. Раствор 2 вводят в раствор 1 и перемешивают на магнитной мешалке. Полученную суспензию оксалата кобальта используют в качестве затравочного раство50 ра - центров кристаллизации в дальнейшем при получении оксалатов железа, кобальта, никеля. К раствору 3 добавляют 100 мл из затравочного раствора (смеси растворов 1 и 2). В результате получают 55 раствор, затравленный щавелевой кислотой, к которому добавляют при перемешивании в течение 6 мин раствор 4. Полученную смесь всех 4 растворов перемешивают на магнитной мешалке в течение 30 мин, а затем фильтруют. По 26923 лученный осадок оксалатов металлов промывают 600 мл горячей воды, затем 200 мл ацетона и высушивают горячим воздухом при температуре 42°С. Высушенный порошок оксалатов металлов смачивают 10% изопропаноловым раствором полиамидной смолы, а затем небольшим количеством этанола и повторно высушивают. Восстановление образцов оксалатов металлов проводят в лодочках с отверстиями, которые помещают в трубки с отверстиями для подвода и отвода газа и вставляют их в печь. Трубки и печь продувают азотом, а затем устанавливают температуру печи 343°С. Высушенный порошок оксалатов металлов термически разлагают в восстановительной среде, содержащей 20% водорода и 80% азота, и процесс ведут до достижения 0,01% СО2 по объему в отходящих газах. Трубки продувают азотом в течение 1 - 2 ч при охлаждении до комнатной температуры, а затем воздухом в течение 2 ч. Согласно известной технологии получают частицы ферромагнитного порошка Fe-Co-Ni игольчатой формы со средним размером частиц 0,3 - 5,0 мкм и 0,15 0,5 мкм. Порошок содержит металлических, % мае: 18 никеля, 18 железа и 64 кобальта, и обладает магнитными свойствами: коэрцитивная сила Не = 630 - 690 э, удельная индукция насыщения 10°С не обеспечивает получения необходимой дисперсности порошка оксалата железа. Затем приготовленные растворы смешивают при перемешивании а следующем порядке: к раствору 2 прибавляют раствор 1, полученную смесь, а затем раствор 4 вводят в раствор 3. После смешивания полученную смесь всех 4-х растворов дополнительно перемешивают 30 - 40 мин на магнитной мешалке. После отстаивания в течение 2 - 3 ч полученную суспензию фильтруют, осадок промывают горячей водой до удаления сахарозы, а затем ацетоном. Полученный порошок оксалата металла сушат на воздухе при комнатной температуре, а затем термически разлагают в восстановительной среде в токе аодорода в интерзале температур 200 - 400°С. При охлаж 8 дении термообработанных образцов их продувают сначала аргоном, а потом воздухом. Методики, используемые при прове-5 дении исследований высокодисперсного порошка Fe-Ag. 1. Для установления природы поверх ности порошка Fe-Ag были определены теплоты смачивания по известной мето10 дике. Установлено, что теплота смачивания порошка Fe-Ag Q = 1000,5 эрг/см2, свидетельствует о гидрофильной поверхности порошка Fe-Ag. 2. О коррозионной устойчивости по15 рошка Fe-Ag судили по изменению магнит ных свойств: o s = 88 - 90 Ам г /кг,