37
образовывать более или менее устойчивые комплексы. Синтез сложного
оксида по глицин-нитратной технологии проводят следующим образом.
Растворы нитратов металлов, взятые в стехиометрических количествах,
необходимых для синтеза сложного оксида или твердого раствора на его
основе, смешивают с глицином. Смесь упаривают. После испарения избытка
воды реакционная смесь переходит в гомогенную сиропообразную жидкость.
При
дальнейшем нагревании смесь самовоспламеняется, в процессе горения
происходит формирование частиц оксида. Самовоспламенение происходит
при температурах Т
с
от 150 до 900
0
С, при этом значение Т
с
зависит от состава
синтезируемого оксида. Реакция протекает быстро и очень бурно. Процесс
идет в самоподдерживающемся режиме и завершается, когда топливо
полностью заканчивается. Температура пламени варьируется между 1100 и
1450
0
С в зависимости от глицин-нитратного соотношения. Полученный
рыхлый и очень легкий «пепел» содержит продукт реакции, не
прореагировавшие простые оксиды, сажу. Газообразными продуктами
реакции являются углекислый газ, азот и пары воды.
Большое количество газов, выделяющееся при реакции, приводит к
диспергированию твердого продукта, в результате чего возможно получение
последнего размером частиц порядка
десятков-сотен нм. Наиболее мелкие
частицы получается при избытке глицина (в 1,25 – 1,6) раз по сравнению со
стехиометрическим. Именно в этом случае реакция идет в режиме
самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, температура
пламени достигает наиболее высоких значений, а время синтеза резко
сокращается.
Глицин, помимо того, что является топливом, также взаимодействует с
ионами металлов в
растворе, включая их в свою структуру, что повышает
растворимость нитратов и предотвращает выпадение осадков при испарении
воды. Также он способствует одновременному формированию оксидов
металлов в едином температурном интервале, в результате чего реакция
формирования сложного оксида протекает в области температур распада