×
25.08.2017
217.015.c1d9

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МАНГАНИТОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к методам определения состава и количества компонентов, входящих как в природные минералы, так и соединения, полученные в различных химических реакциях, при действии температуры и давления. Способ определения концентрации манганита лантана в смеси синтезированного порошка системы LaSrMnO, полученного смешиванием исходных составляющих в виде порошков LaO, MnCO и SrCO и их последующим синтезом, включает определение коэффициента отражения порошка манганита лантана в видимой области спектра на длине волны 546 нм. Значение концентрации манганита лантана, соответствующее определенной величине коэффициента отражения в видимой области спектра на длине волны 546 нм, определяют по градуировочной зависимости, предварительно построенной для различных синтезированных порошков манганита лантана системы LaSrMnO по данным рентгенофазового анализа, определяющим концентрацию манганита лантана, и значениям коэффициента отражения в видимой области спектра на длине волны 546 нм. Техническим результатом является определение концентрации манганита лантана для порошков, полученных в различных условиях. 4 ил., 1 табл., 7 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

При высокотемпературном синтезе твердых растворов из смесей нескольких порошков их концентрация - концентрация основной фазы (ОФ) - будет определяться технологическими условиями: температурой и временем прогрева, типом и концентрацией составляющих смесей. Для определения концентрации ОФ, образованных новых соединений и не прореагировавших исходных составляющих смесей существует несколько способов, основанных на различных физических процессах. Наиболее распространенным является рентгенофазовый анализ (РФА), осуществляемый с помощью рентгеновских дифрактометров. При таком способе концентрацию соединений, находящихся в синтезируемом порошке, определяют по интенсивности рентгеновских лучей, отраженных от различных узлов кристаллических решеток ОФ и составляющих [1, 2].

Известен и широко применяется спектрофотометрический способ определения концентрации соединений в твердой фазе. Он заключается в помещении в жидкость данного соединения, измерении спектров пропускания как самой жидкости, так и раствора с этим соединением. По полученным значениям коэффициента пропускания на определенных длинах волн рассчитывается оптическая плотность, строится графическая зависимость оптической плотности от концентрации соединения. Затем по этой зависимости для конкретного вещества определяется значение концентрации по результатам измерения оптической плотности [1, 2].

Если синтезированное или природное соединение содержит несколько составляющих - смесь компонентов, то для определения концентрации каждой составляющей данным способом градуировку необходимо проводить по каждой составляющей на определенном спектральном участке или при определенной длине волны излучения. И затем, сопоставляя градуировки для каждой составляющей, определить их концентрацию.

В спектрах диффузного отражения манганитов редкоземельных элементов (МРЭ) в солнечном диапазоне (02-2,5 мкм) в области 0,5-0,6 мкм регистрируется "провал" в значениях коэффициента отражения. Величина провала зависит от типа замещающего элемента и его концентрации. Например, в соединениях La(1-x)CaxMnO3 (фиг. 1) провал зарегистрирован в области 0,2-1,2 мкм, минимальное значение коэффициента отражения соответствует 0,65 мкм. При увеличении концентрации ионов кальция от значений x=0,1 до x=0,175 и далее до x=0,3 коэффициент отражения как во всей области провала 0,2-1,2 мкм, так и в точке минимального значения увеличивается от 0,18 до 0,22 и 0,24 соответственно [3].

По величине провала в спектрах диффузного отражения можно определять концентрацию дефектов в порошках, характеризующих технологию их получения или последующей обработки. Например, в спектрах диффузного отражения порошков диоксида циркония регистрировали "провал" в ультрафиолетовой области вблизи края основного поглощения. Было установлено [4, 5], что он определяется ионами Zr3+, концентрация которых изменяется в зависимости от условий получения порошков ZrO2, от режимов их прессования (фиг. 2) или при облучении.

В соединениях La(1-x)SrxMnO3 (фиг. 3) провал зарегистрирован в области 0,35-0,85 мкм, минимальное значение коэффициента отражения соответствует области спектра 0,52-0,6 мкм. При увеличении концентрации ионов стронция от значений x=0,1 до x=0,175 и далее до x=0,3 коэффициент отражения во всей области "провала" уменьшается. В области минимального значения он уменьшается от 0,18 до 0,17 и 0,15, соответственно. Значение длины волны с наименьшей величиной коэффициента отражения не определено [6].

Регистрируемый "провал" в значениях коэффициента отражения характеризует свойства образованных соединений при синтезе и может служить мерой определения концентрации ОФ. Данный способ выбран в качестве прототипа.

В отличие от прототипа, в предлагаемом способе производится сопоставление минимального значения коэффициента отражения в области провала соединений La(1-x)SrxMnO3, соответствующего длине волны 546 нм, для каждого порошка, синтезированного в различных режимах. Для определения концентрации МРЭ используются данные рентгенофазового анализа (РФА) и спектров диффузного отражения. Изменением условий синтеза соединений в виде порошков достигаются различные значения концентрации La(1-x)SrxMnO3, которые определяются методом РФА. Для каждого типа синтезированного порошка определяется коэффициент отражения на длине волны 546 нм. Затем производится сопоставление полученных значений концентрации La(1-x)SrxMnO3 со значениями коэффициента отражения на длине волны 546 нм для порошков, синтезированных в различных условиях. Полученная графическая зависимость является градуировочной для определения концентрации основной фазы - соединений La(1-)SrxMnO3.

Для получения зависимости концентрации La(1-x)SrxMnO3 от коэффициента отражения и построения градуировочной зависимости проводили экспериментальные исследования, в которых в различных режимах синтеза получали различную концентрацию ОФ и определяли коэффициент отражения на длине волны 546 нм.

Пример 1. Порошки La2O3, MnCO3 и SrCO3 смешивали в весовых количествах, соответствующих получению соединения La0,825Sr0,175MnO3 при 100% выходе основной фазы. Добавляли дистиллированную воду, смесь диспергировали в магнитной мешалке в течение 2 часов, затем выпаривали 6 часов в сушильном шкафу при температуре 150°C. Последующий прогрев смеси осуществляли в муфельной печи 2 часа при 800°C. Рентгенофазовый анализ осуществляли на рентгеновском дифрактометре Shimadzu XRD 6000. Анализ показал образование ОФ - твердого раствора La0,825Sr0,175MnO3 в количестве 19,6 мас. %, в остальной состав входят новое соединение Mn3O4 и часть не прореагировавших исходных соединений La2O3 и SrCO3. Коэффициент диффузного отражения такого состава синтезированного порошка, измеренный спектрофотометром Perkin Elmer Lambda на длине волны 546 нм, равен 22,8%.

Пример 2. Порошки La2O3, MnCO3 и SrCO3 смешивали в весовых количествах, соответствующих получению соединения La0,825Sr0,175MnO3 при 100% выходе основной фазы (ОФ). Добавляли дистиллированную воду, смесь диспергировали в магнитной мешалке в течение 2 часов, затем выпаривали 6 часов в сушильном шкафу при температуре 150°C. Последующий прогрев смеси осуществляли в муфельной печи 2 часа при 900°C. Рентгенофазовый анализ осуществляли на рентгеновском дифрактометре Shimadzu XRD 6000. Анализ показал образование ОФ - твердого раствора La0,825Sr0,175MnO3 в количестве 35,1 мас. %, в остальной состав входят новое соединение Mn3O4 и часть не прореагировавших исходных соединений La2O3 и SrCO3. Коэффициент диффузного отражения такого состава синтезированного порошка, измеренный спектрофотометром Perkin Elmer Lambda на длине волны 546 нм, равен 22,5%.

Пример 3. Порошки La2O3, MnCO3 и SrCO3 смешивали в весовых количествах, соответствующих получению соединения La0,825Sr0,175MnO3 при 100% выходе основной фазы (ОФ). Добавляли дистиллированную воду, смесь диспергировали в магнитной мешалке в течение 2 часов, затем выпаривали 6 часов в сушильном шкафу при температуре 150°C. Последующий прогрев смеси осуществляли в муфельной печи 2 часа при 1000°C. Рентгенофазовый анализ осуществляли на рентгеновском дифрактометре Shimadzu XRD 6000. Анализ показал образование ОФ - твердого раствора La0,825Sr0,175MnO3 в количестве 59,6 мас. %, в остальной состав входят новое соединение Mn3O4, и часть не прореагировавшего исходного соединения La2O3. Коэффициент диффузного отражения такого состава синтезированного порошка, измеренный спектрофотометром Perkin Elmer Lambda на длине волны 546 нм, равен 18,8%.

Пример 4. Порошки La2O3, MnCO3 и SrCO3 смешивали в весовых количествах, соответствующих получению соединения La0,825Sr0,175MnO3 при 100% выходе основной фазы (ОФ). Добавляли дистиллированную воду, смесь диспергировали в магнитной мешалке в течение 2 часов, затем выпаривали 6 часов в сушильном шкафу при температуре 150°C. Последующий прогрев смеси осуществляли в муфельной печи 2 часа при 1100°C. Рентгенофазовый анализ осуществляли на рентгеновском дифрактометре Shimadzu XRD 6000. Анализ показал образование ОФ - твердого раствора La0,825Sr0,175MnO3 в количестве 79,8 мас. %, в остальной состав входят новое соединение Mn3O4. Коэффициент диффузного отражения такого состава синтезированного порошка, измеренный спектрофотометром Perkin Elmer Lambda на длине волны 546 нм, равен 16,9%.

Пример 5. Порошки La2O3, MnCO3 и SrCO3 смешивали в весовых количествах, соответствующих получению соединения La0,825Sr0,175MnO3 при 100% выходе основной фазы (ОФ). Добавляли дистиллированную воду, смесь диспергировали в магнитной мешалке в течение 2 часов, затем выпаривали 6 часов в сушильном шкафу при температуре 150°C. Последующий прогрев смеси осуществляли в муфельной печи 2 часа при 1200°C. Рентгенофазовый анализ осуществляли на рентгеновском дифрактометре Shimadzu XRD 6000. Анализ показал образование ОФ - твердого раствора La0,825Sr0,175MnO3 в количестве 84,4 мас. %, в остальной состав входят новое соединение Mn3O4. Коэффициент диффузного отражения такого состава синтезированного порошка, измеренный спектрофотометром Perkin Elmer Lambda на длине волны 546 нм, равен 16,3%.

Пример 6. Порошки La2O3, MnCO3 и SrCO3 смешивали в весовых количествах, соответствующих получению соединения La0,825Sr0,175MnO3 при 100% выходе основной фазы (ОФ). Добавляли дистиллированную воду, смесь диспергировали в магнитной мешалке в течение 2 часов, затем выпаривали 6 часов в сушильном шкафу при температуре 150°C. Последующий прогрев смеси осуществляли в муфельной печи 2 часа при 1250°C. Рентгенофазовый анализ осуществляли на рентгеновском дифрактометре Shimadzu XRD 6000. Анализ показал образование ОФ - твердого раствора La0,825Sr0,175MnO3 в количестве 88,5 мас. %, в остальной состав входят новое соединение Mn3O4. Коэффициент диффузного отражения такого состава синтезированного порошка, измеренный спектрофотометром Perkin Elmer Lambda на длине волны 546 нм, равен 15,9%.

Пример 7. Порошки La2O3, MnCO3 и SrCO3 смешивали в весовых количествах, соответствующих получению соединения La0,825Sr0,175MnO3 при 100% выходе основной фазы (ОФ). Добавляли дистиллированную воду, смесь диспергировали в магнитной мешалке в течение 2 часов, затем выпаривали 6 часов в сушильном шкафу при температуре 150°C. Последующий прогрев смеси осуществляли в муфельной печи 6 часов при 1200°C. Рентгенофазовый анализ осуществляли на рентгеновском дифрактометре Shimadzu XRD 6000. Анализ показал образование ОФ - твердого раствора La0,825Sr0,175MnO3 в количестве 92,1 мас. %, в остальной состав входят новое соединение Mn3O4. Коэффициент диффузного отражения такого состава синтезированного порошка, измеренный спектрофотометром Perkin Elmer Lambda на длине волны 546 нм, равен 15,5%.

Полученные значения концентрации ОФ и коэффициента отражения на длине волны 546 нм для указанных режимов прогрева смесей порошков сведены в таблицу.

Построенный по данным таблицы график (фиг. 4) показывает, что экспериментальные результаты удовлетворительно укладываются на одну прямую, которая и является градуировочной зависимостью. По ней, зная коэффициент отражения на длине волны 546 нм, можно определить концентрацию манганитов лантана.

Список использованных источников

1. Физические методы исследования неорганических веществ. / Под ред. А.Б. Никольского. М.: Академия, 2006, 444 с.

2. Михайлов М.М. Радиационное и космическое материаловедение. Изд-во Томского университета, Томск, 2008, 440 с.

3. G. Tang, Y. Yu, Y. Cao, W. Chen, The thermochromic properties of La1-xSrxMnO3 compounds, Solar Energy Materials & Solar Cells, vol. 92, pp. 1298-1301, 2008.

4. Михайлов M.M., Рябчикова Л.Е., Кузнецов Н.Я. Способ отборочных испытаний порошков двуокиси циркония. // АС №1152358 от 22 декабря 1984 г.

5. Михайлов М.М., Кузнецов Н.Я. Образование центров окраски в порошках ZrO2 при прессовании и последующем облучении. // Неорганические материалы, 1988, т. 24, №5, с. 785-789.

6. K. Takenaka, K. Iida, Y. Sawaki, S. Sugai, Y. Moritomo, A. Nakamura. Optical Reflectivity Spectra Measured on Cleaved Surfaces of La1-xSrxMnO3: Evidence against Extremely Small Drude Weight, Journal of the Physical Society of Japan, vol. 68, pp. 1828-1831, 1999.

Способ определения концентрации манганита лантана в смеси синтезированного порошка системы LaSrMnO, полученного смешиванием исходных составляющих в виде порошков LaO, MnCO и SrCO с последующим их синтезом, включающий определение коэффициента отражения порошка манганита лантана в видимой области спектра на длине волны 546 нм, отличающийся тем, что значение концентрации манганита лантана, соответствующее определенной величине коэффициента отражения в видимой области спектра на длине волны 546 нм, определяют по градуировочной зависимости, предварительно построенной для различных синтезированных порошков манганита лантана системы LaSrMnO по данным рентгенофазового анализа, определяющим концентрацию манганита лантана, и значениям коэффициента отражения в видимой области спектра на длине волны 546 нм.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МАНГАНИТОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МАНГАНИТОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 64 items.
20.06.2013
№216.012.4da8

Радиометр для измерения глубинных температур объекта (радиотермометр)

Изобретение относится к микроволновой радиометрии и может использоваться в радиотермографии для измерения глубинных (профильных) температур объектов по их собственному радиоизлучению. Заявлен радиометр, содержащий приемник, последовательно соединенные антенну, модулятор, направленный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485462
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.5562

Устройство управления амплитудой мощных периодических сигналов

Изобретение относится к радиотехнике, в частности - к технике радиосвязи, и может быть использовано в качестве управляемого аттенюатора систем защиты передатчиков теле- и радиовещания от перегрузок по входу и от рассогласования по выходу. Достигаемый технический результат - расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487461
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.02.2014
№216.012.a356

Радионавигационная система для измерения пеленга подвижного объекта

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться в радионавигационных системах для измерения угловых координат подвижных объектов как в азимутальной, так и в угломестной плоскостях относительно задаваемого наземным радиомаяком направления. Сущность изобретения заключается в том,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507529
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a357

Радионавигационная система для измерения пеленга подвижного объекта

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться в радионавигационных системах для измерения угловых координат подвижных объектов в азимутальной или угломестной плоскостях относительно задаваемого наземным радиомаяком направления. Сущность изобретения заключается в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507530
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.05.2014
№216.012.c6fa

Способ измерения угла крена летательного аппарата и устройство для его реализации

Изобретение может использоваться в пилотажно-навигационных системах ориентации летательного аппарата при заходе на посадку по приборам. Способ измерения угла крена летательного аппарата заключается в том, что из точки с известными координатами излучают горизонтально линейно поляризованные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516697
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.06.2014
№216.012.d60a

Источник питания для электротехнологических установок

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания электротехнических установок, например, индукционного нагрева. Технический результат заключается в снижении массы и габаритов источника тока, повышении КПД и надежности. Заявленное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520572
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d83f

Способ измерения угла тангажа летательного аппарата и устройство для его реализации

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться в системах посадки летательных аппаратов по приборам. Технический результат - повышение точности. Для этого измерение угла тангажа заключается в том, что из точки с известными координатами излучают горизонтально линейно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521137
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.07.2014
№216.012.da18

Способ изготовления мдм-катода

Способ изготовления МДМ-катода предназначен для повышения плотности тока эмиссии и однородности ее распределения по поверхности. На подложку последовательно осаждается металлический нижний электрод на основе пленки молибдена, затем два слоя резистов, в которых формируется рисунок с помощью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521610
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.08.2014
№216.012.ea99

Способ изготовления мдм-катода

Изобретение относится к области электронной техники. Способ изготовления МДМ-катода заключается в нанесении на подложку нижнего электрода, диэлектрика, верхнего электрода и формовку структуры. На нижнем электроде создается регулярная наноострийная структура в виде столбиков с плотностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525865
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.08.2014
№216.012.f003

Пигмент на основе модифицированного порошка диоксида титана

Изобретение относится к пигменту для светоотражающих покрытий. Пигмент содержит смесь частиц диоксида титана микронных размеров с наночастицами диоксида циркония. Концентрацию наночастиц диоксида циркония выбирают в диапазоне от 0,5 до 5,0 мас.%. Смесь перемешивают с добавлением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527262
Дата охранного документа: 27.08.2014
Showing 1-10 of 71 items.
20.06.2013
№216.012.4da8

Радиометр для измерения глубинных температур объекта (радиотермометр)

Изобретение относится к микроволновой радиометрии и может использоваться в радиотермографии для измерения глубинных (профильных) температур объектов по их собственному радиоизлучению. Заявлен радиометр, содержащий приемник, последовательно соединенные антенну, модулятор, направленный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485462
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.5562

Устройство управления амплитудой мощных периодических сигналов

Изобретение относится к радиотехнике, в частности - к технике радиосвязи, и может быть использовано в качестве управляемого аттенюатора систем защиты передатчиков теле- и радиовещания от перегрузок по входу и от рассогласования по выходу. Достигаемый технический результат - расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487461
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.02.2014
№216.012.a356

Радионавигационная система для измерения пеленга подвижного объекта

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться в радионавигационных системах для измерения угловых координат подвижных объектов как в азимутальной, так и в угломестной плоскостях относительно задаваемого наземным радиомаяком направления. Сущность изобретения заключается в том,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507529
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a357

Радионавигационная система для измерения пеленга подвижного объекта

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться в радионавигационных системах для измерения угловых координат подвижных объектов в азимутальной или угломестной плоскостях относительно задаваемого наземным радиомаяком направления. Сущность изобретения заключается в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507530
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.05.2014
№216.012.c6fa

Способ измерения угла крена летательного аппарата и устройство для его реализации

Изобретение может использоваться в пилотажно-навигационных системах ориентации летательного аппарата при заходе на посадку по приборам. Способ измерения угла крена летательного аппарата заключается в том, что из точки с известными координатами излучают горизонтально линейно поляризованные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516697
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.06.2014
№216.012.d60a

Источник питания для электротехнологических установок

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания электротехнических установок, например, индукционного нагрева. Технический результат заключается в снижении массы и габаритов источника тока, повышении КПД и надежности. Заявленное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520572
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d83f

Способ измерения угла тангажа летательного аппарата и устройство для его реализации

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться в системах посадки летательных аппаратов по приборам. Технический результат - повышение точности. Для этого измерение угла тангажа заключается в том, что из точки с известными координатами излучают горизонтально линейно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521137
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.07.2014
№216.012.da18

Способ изготовления мдм-катода

Способ изготовления МДМ-катода предназначен для повышения плотности тока эмиссии и однородности ее распределения по поверхности. На подложку последовательно осаждается металлический нижний электрод на основе пленки молибдена, затем два слоя резистов, в которых формируется рисунок с помощью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521610
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.08.2014
№216.012.ea99

Способ изготовления мдм-катода

Изобретение относится к области электронной техники. Способ изготовления МДМ-катода заключается в нанесении на подложку нижнего электрода, диэлектрика, верхнего электрода и формовку структуры. На нижнем электроде создается регулярная наноострийная структура в виде столбиков с плотностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525865
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.08.2014
№216.012.f003

Пигмент на основе модифицированного порошка диоксида титана

Изобретение относится к пигменту для светоотражающих покрытий. Пигмент содержит смесь частиц диоксида титана микронных размеров с наночастицами диоксида циркония. Концентрацию наночастиц диоксида циркония выбирают в диапазоне от 0,5 до 5,0 мас.%. Смесь перемешивают с добавлением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527262
Дата охранного документа: 27.08.2014
+ добавить свой РИД