專利名稱：六方雙錐氧化鈧晶體粉末和其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及六方雙錐氧化鈧晶體粉末和其制備方法，六方雙錐氧化鈧晶體粉末適于制造陰極射線管的電子槍。
下面是已知的制備氧化鈧的方法。
(a)加入氫氧化銨、氫氧化鈉或類似化合物，使含鈧的酸性水溶液水解，生成氫氧化鈧沉淀，收集沉淀，進(jìn)行焙燒，得到氧化鈧。
(b)在含鈧的酸性水溶液中加入碳酸鈉、碳酸銨或類似化合物，生成碳酸鈧沉淀，收集沉淀，進(jìn)行焙燒，得到氧化鈧。
(c)在含鈧的酸性水溶液中加入草酸，生成草酸鈧沉淀，收集沉淀，進(jìn)行焙燒，得到氧化鈧。
在(a)和(b)法中，所得到的沉淀是膠態(tài)的，過滬極其困難，不可能有效地回收氧化鈧。再者，由焙燒氫氧化鈧或碳酸鈧而得到的氧化鈧是處于凝結(jié)狀態(tài)的，粉碎研磨時(shí)會變成粗顆粒和極細(xì)顆粒的混合物，即不可能得到顆粒大小均勻分布的氧化鈧。
由(c)法得到的草酸鈧易于過濾，但是這樣制得的草酸鹽經(jīng)熱分解而得到的氧化鈧粉末是平面的或柱狀的。
總而言之，具有六方雙錐晶體的氧化鈧粉末是過去未曾制得過的。
我們試圖用改變母液的組成和適當(dāng)選擇使用的草酸化合物的方法來改進(jìn)(c)法，以便得到過濾性好的草酸鈧沉淀，從而發(fā)現(xiàn)，在氯離子和銨離子存在下生成的草酸鈧沉淀就能得到六方雙錐晶體的氧化鈧粉末。
本發(fā)明提供六方雙錐氧化鈧晶體粉末，也提供制備六方雙錐氧化鈧晶體粉末的方法，該方法包括在氯離子和銨離子存在下自含鈧的酸性水溶液中生成草酸鈧，收集沉淀并進(jìn)行加熱。
本發(fā)明的最佳實(shí)施方案是(a)將草酸和氯化銨加入含鈧的硝酸或硫酸溶液中使草酸鈧沉淀;(b)將草酸銨加入含鈧的鹽酸溶液中使草酸鈧沉淀。
本發(fā)明的含鈧酸性溶液是將氧化鈧、氫氧化鈧、碳酸鈧等溶于鹽酸、硝酸或硫酸等酸中，草酸鈧在氯離子和銨離子的存在下在上述含鈧的酸性溶液中形成。
上述含鈧的溶液的pH須不高于4，并且在形成沉淀時(shí)，其pH最好應(yīng)接近1。在pH接近1時(shí)，草酸鈧的溶解度最小，因此容易形成沉淀，可以達(dá)到高產(chǎn)率。pH高于4時(shí)，初始原料氧化鈧是不溶解的。
如使用鹽酸溶液，則不必加氯離子;如酸性溶液是用硝酸或硫酸配成的，則加入鹽酸和氯化物鹽。優(yōu)先選擇的氯化物是氯化銨，此鹽可在反應(yīng)體系中同時(shí)引入銨離子和氯離子。象氯化鈉、氯化鉀之類的金屬鹽是不需要的，因?yàn)檫@會不能避免地要從母液中將這些金屬引入草酸鈧沉淀，并妨礙了高純氧化鈧的生產(chǎn)。
銨離子可以用調(diào)節(jié)pH用的氫氧化銨引入反應(yīng)體系，或者若以草酸銨作沉淀劑時(shí)也可引入銨離子。
若以含鈧的鹽酸溶液作為鈧源、以草酸銨作為沉淀劑，則不需任何分別的步驟便可加入氯離子和銨離子。
上述氯離子和銨離子的作用還不完全清楚，但只有在氯離子和銨離子二者均存在時(shí)才可能得到六方雙錐氧化鈧晶體粉末，只用其中之一種離子則不能得到這種氧化鈧粉末。
需要加入的氯離子和銨離子的量沒有特別限制。
沉淀的形成可以在室溫，也可以在高溫。在室溫下，沉淀能在幾分鐘內(nèi)形成，但如果當(dāng)沉淀形成時(shí)加熱反應(yīng)體系，則形成沉淀所需的時(shí)間有所縮短。
所形成的草酸沉淀最好是在母液中陳化30分鐘或30分鐘以上。
沉淀的收集一般采用過濾的方法，但可采用任何其它方法(包括傾瀉法)。
將沉淀收集后并進(jìn)行焙燒或熱分解便得到六方雙錐氧化鈧晶體粉末。通常，加熱溫度為650-800℃、加熱時(shí)間為2小時(shí)是滿意的。用上述加熱處理所得到的氧化鈧粉末不是粘結(jié)的而是平均細(xì)度為8-12μm的細(xì)粉末。
用本發(fā)明的方法可以容易地自含鈧的酸性溶液制備六方雙錐氧化鈧晶體粉末。
特別是在含鈧的硝酸或硫酸溶液中加入草酸和氯化銨形成草酸鈧后得到的氧化鈧粉末或在含鈧的鹽酸溶液中加入草酸銨形成草酸鈧后得到的氧化鈧粉末，其中沒有被象堿金屬這樣的金屬雜質(zhì)所污染，因此它是高純度產(chǎn)品。


圖1和2為掃描電子顯微照片，顯示了分別由實(shí)例1和實(shí)例2所得到的氧化鈧粉末顆粒結(jié)構(gòu)。
圖3至圖5的掃描電子顯微照片，顯示了分別由對比實(shí)例1、2和3所得到的氧化鈧粉末顆粒結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)以優(yōu)選的工作實(shí)例和對比實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)例1將120ml鹽酸和60ml水加到12g氧化鈧中，將其加熱溶解。將溶液煮沸，水和鹽酸揮發(fā)后，使溶液體積減少至40ml，然后加水至此濃溶液中，配成1升pH為1的溶液，將此溶液加熱至60℃，加入37.8g-水合草酸銨以形成草酸鈧沉淀。沉淀在母液中陳化1小時(shí)后，過濾收集，在空氣中于900℃下焙燒2小時(shí)。如此得到的氧化鈧粉末的掃描電子顯微照片示于圖1。由此照片可知，該粉末由六方雙錐晶體組成。用X射線衍射法分析(PhilipsPw-1700)確證，此物質(zhì)為氧化鈧。
實(shí)例2將120ml濃硝酸和60ml水加入12g氧化鈧中，加熱溶解，將溶液煮沸，揮發(fā)掉水及硝酸，使溶液體積減至40ml。然后在此濃溶液中加入900ml水，再加入40g氧化銨，將溶液的pH值調(diào)至1。加入33.6g二水合草酸以沉淀草酸鈧。沉淀在母液中陳化1小時(shí)后，用與實(shí)例1相同的方法處理，得到氧化鈧粉末。如此得到的氧化鈧粉末的掃描電子顯微照片示于圖2。從照片可知，此粉末由六方雙錐晶體組成。用X射線衍射分析確證，此物質(zhì)為氧化鈧。
實(shí)例3將120ml鹽酸和60ml水加入12g氧化鈧中，加熱使其溶解。將溶液煮沸，揮發(fā)掉水和鹽酸，使其體積減至40ml。然后加氨水將溶液的pH調(diào)至1。將此溶液按與實(shí)例1相同的方法處理，得到氧化鈧粉末。此產(chǎn)品的掃描電子顯微照片幾乎與圖1相同。因此，此粉末由六方雙錐晶體組成，同樣，此物質(zhì)經(jīng)X射線衍射分析確證為氧化鈧。
對比實(shí)例1將100ml濃硝酸和60ml水加入20g氧化鈧中，加熱將其溶解。將溶液煮沸，揮發(fā)掉水和硝酸，使溶液體積減至60ml，然后在此濃溶液中加入水，使其體積達(dá)900ml，加入氨水將溶液的pH調(diào)至1。然后在溶液中加入56g二水合草酸，攪拌1小時(shí)。按與實(shí)例1相同的方法處理此混合物，得到氧化鈧粉末。由此所得的氧化鈧粉末的掃描電子顯微照片示于圖3，由照片可看出，此對比實(shí)例所得的氧化鈧粉末是柱狀并且結(jié)晶性低劣。
對比實(shí)例2在按相同于實(shí)例1的方法制備的PH為1的含鈧鹽酸溶液中，加入氫氧化銨，將其PH調(diào)至8，過濾收集形成的氫氧化鈧，在空氣中于700℃下焙燒，所得到的氧化鈧掃描電子顯微照片示于圖4。從照片可以看到，此氧化鈧結(jié)晶性低劣，粒度也不均勻。
對比實(shí)例3在按相同于實(shí)例1的方法制備的PH為1的含鈧鹽酸溶液中加入碳酸銨，將其PH調(diào)至8。然后過濾收集形成的碳酸鈧，在空氣中于700℃下焙燒，所得氧化鈧的掃描電子顯微照片示于圖5，從照片可見，此氧化鈧的結(jié)晶性低劣。
權(quán)利要求
1.一種具有六方雙錐晶形的氧化鈧粉末。
2.一種制備六方雙錐氧化鈧晶體粉末的方法，該方法包括在氯離子和銨離子存在下自含鈧的酸性水溶液中形成草酸鈧;收集形成的沉淀并將其加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中草酸鈧沉淀的形成是將草酸和氯化銨加入含鈧的硝酸或硫酸溶液中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中草酸鈧沉淀的形成是將草酸銨加入含鈧的鹽酸溶液中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述的草酸鈧沉淀是在母液中陳化。
6.用權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述方法制備的六方雙錐氧化鈧晶體粉末。
全文摘要
本發(fā)明公開了六方體雙錐氧化鈧晶體粉末及其制備方法。制備方法是在氯離子和銨離子存在下在含鈧的酸性水溶液中形成草酸鈧，然后收集草酸鈧沉淀，加熱。六方體雙錐氧化鈧晶體粉末用于制造陰極射線管的電子槍。
文檔編號C04B7/44GK1038262SQ8810325
公開日1989年12月27日 申請日期1988年6月3日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月3日
發(fā)明者木村悅治, 中西壽夫 申請人:三菱金屬株式會社, 三菱電機(jī)株式會社