Файл: Авилов Г.В. Изготовление магнитных лент для кинематографии.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 97
Скачиваний: 0
окисления получается aFe2 03 H2 0, который после обезво живания дает aFe2 03, не обладающий магнитными свой ствами. Другие способы получения ^Ре 2 0з состоят в том, что путем добавления различных веществ стараются при дать Fe(OH)2 собственное направление окисления, но эти
вещества |
могут |
вызвать загрязнение |
получаемого |
YFeOOH и, кроме того, делают дороже весь |
процесс. |
А. Краузе разработал простой и легкий способ полу чения ^-гидроокиси железа с формулой yFeOOH без при месей. Окисление нужно проводить, пропуская сильную струю воздуха или кислорода через слой воды, содержа щий гидрат закиси в суспензии. При выпадении в осадок Fe(OH) 2 и последующем его окислении в yFeOOH следу ет поддерживать температуру в пределах 20° С. При тем пературе ниже 10° С скорость окисления уменьшается, а выше 30° С могут легко получиться черные железистые квасцы. По мнению цитируемого автора, хорошие резуль таты получаются, когда необходимый для окисления Fe(OH)2 выпадает стехиометрически в концентрации око ло 10 г Fe(OH)2 на 1 л. Для получения у-окиси железа
А.Краузе приводит следующий пример.
В3 л дистиллированной воды при комнатной темпе ратуре растворяют 90 г FeS04 -7H2 0 и концентрирован
ным раствором аммиака или же раствором едкого натра в количестве точно стехиометрически получаем:
FeS04 - f 2NH3 + 2 Н 2 0 = Fe(OH)2 + (NH4 )2 S04 .
Выпадает зеленый осадок Fe(OH)2 , который после тща тельного перемешивания подвергается действию струи воздуха при комнатной температуре в течение 2 час, в ре зультате чего образуется желтый YFeOOH. Полученный таким образом YFeOOH после фильтрации, промывки и сушки обезвоживают при температуре 250—300° С, после чего получается магнитная y - О К И С Ь железа.
В институте звукозаписи разработана [173] технология изготовления у-оккск железа с игольчатой формой час тиц, предназначенной для изготовления магнитной ленты тип 3. Способ получения этого порошка сводится к полу чению моногидрата окиси железа путем осаждения его из раствора соли железа разбавленным аммиаком в присут ствии окислителя. Моногидрат железа после обезвожива ния восстанавливается в атмосфере водорода до магнети
та |
с последующим окислением |
до у-ошся железа [186]. |
К |
недостаткам этого способа |
следует отнести трудности |
26
отмывки иона S0 4 " как осажденного продукта, так и го тового порошка.
В 1960 г. совместными усилиями ВНАИЗа, Шосткинского химического завода и филиала НИКФИ разработа на технология тонкодисперсной игольчатой у-окиси желе за, предназначенной для магнитной ленты тип 6 [187]. Из
готовление порошка |
состоит из двух основных стадий: |
а) изготовление |
исходного игольчатого пигмента пу- |
-тем осаждения гидрата закиси железа аммиаком в кис лой среде и окисление его хлорноватокислым калием до гидрата окиси железа;
б) восстановление пигмента в потоке водорода до маг нетита и окисление последнего на воздухе до у.-окиси же леза.
Для получения телевизионных магнитных лент во ВНАИЗе [188] разработана тонкодисперсная игольчатая у-окись железа с повышенной остаточной намагниченнос тью тип 10. При разработке технологии этого порошка за
основу был принят способ изготовления порошка тип 6. Отличием технологии изготовления пигмента для порош ка тип 10 от пигмента для порошка тип 6 является:
а) использование хлористого железа вместо сернокис
лого |
и соответственно соляной кислоты вместо серной; |
б) |
изменение режима процесса. Пигменты, приготов |
ленные из хлористых солей, быстро оседают.и легко от мываются от примесей, у-окись железа, полученная после восстановления и окисления пигмента 10, не нуждается в промывке: ионы хлора не оказывают на лак желатини рующего действия и, таким образом, операция промывки готового порошка в этом случае отпадает, что сокращает процесс изготовления порошка.
В лабораторных исследованиях по получению ферро магнитного порошка игольчатой формы НИКФИ-12 исхо дили из того, что гидрат закиси железа в определенных условиях получения и окисления может дать игольчатый моногидрат окиси железа FeOOH [134]. С этой целью ис
пользовался карбонат закиси |
железа, |
получаемый при |
||
осаждении соли железа содой. |
Образующийся карбонат |
|||
железа (гидрат закиси железа) |
в некоторых условиях по |
|||
лучения и окисления может дать игольчатый FeOOH: |
||||
FeS04 + Na2 C03 |
-> FeC03 + |
Na2 S04 , |
||
FeC03 |
+ H 2 0 |
Fe(OH)2 + |
C02 , |
|
2Fe(OH)2 |
+ V A |
2FeOOH + H 2 0 . |
27
Д ля образования FeOOH могли иметь значение условия проведения реакции: недостаток или избыток соды, тем пература и скорость осаждения и окисления, природа окислителя, присутствие затравки и др., поэтому для пра вильного ведения технологического процесса должны быть установлены оптимальные условия. Примерная схе ма технологического процесса получения магнитного по рошка таким методом показана на рис. 9.
Полупроизводственная проверка * данного способа получения ферромагнитного порошка игольчатой формы по представленной схеме технологического процесса по казала достаточную воспроизводимость процесса от опе рации к операции. Технология получения пигмента очень проста, не требует дефицитных и дорогостоящих матери алов. Химизм процесса получения пигмента для ферропорошка тип 12 позволяет получить пигмент с небольшим содержанием сульфатов, благодаря чему промывки окис ленного готового ферромагнитного порошка не требуется. Полученный ферромагнитный порошок позволяет полу чать суспензии без образования структурированных си стем, как это нередко получается при использовании ферропорошков, полученных другими методами.
Т а б л и ц а 3
МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ПОРОШКОВ, ПОЛУЧЕННЫХ РАЗЛИЧНЫМИ СПОСОБАМИ
|
|
Магнитные характеристики |
|
|
||
|
|
|
|
Коэффициент |
Литера |
|
Тип порошка |
Коэрцитивная |
Остаточная на |
прямоуголь- |
|||
ности |
тура |
|||||
|
|
сила Нс , а/м |
магниченность |
4%1г |
|
|
|
|
|
4к1г |
4nls |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип |
3 |
15 920—17 512 |
0,0800—0,0900 |
0,50—0,52 |
[173, |
184] |
Тип 6 |
16 716—19 104 |
0,0950—0,1100 |
0,53—0,57 |
[187] |
||
Тип 10 (дли |
19 104—29 900 |
0,1200—0,1300 |
0,55—0,57 |
[185] |
||
на игл |
|
|
|
|
|
|
0,8— 1 мм) |
15 600—17 040 |
|
0,4—0,5 |
|
|
|
НИКОИ-12 |
0,0849—0,0910 |
|
|
В табл. 3 приведены магнитные свойства игольчатых порошков, полученных различными способами.
* Научно-технические отчеты НИКОИ № 71, 1967 г., № 164, 1965 г., и № 274, 1960 г.
28
Из литературы [164] известно, что немагнитная окись железа, имеющая игольчатую структуру FeOOH, сохра няет ее при операциях восстановления и последующего окисления. Восстанавливая немагнитную модификацию окиси железа игольчатой формы до окиси-закиси и далее
Конденсат
|
|
Насос |
Фильтр |
НУТЧ щльпщ |
Прмаліч |
Восста- |
Окислит. |
|
ш печь |
ноб. печь |
печь |
|
800°г |
m "С |
150'Z |
Вакуум, сушилка, ' |
|
|
|
Рис. 9 Схема технологического процесса получения ферромагнитного порошка НИКФИ-12
окисляя ее, можно получить игольчатую форму ^ е г О з , обладающую магнитными свойствами.
Ж . Дериод [45] рекомендует в качестве исходного про дукта для получения YFe2C>3 использовать гидрат окиси железа Р е 2 0 з - Н 2 0 желтого цвета, который применяется в лакокрасочной промышленности. Его можно приготовить путем окисления воздухом раствора соли железа при pH, равном приблизительно 4. При этом pH Fe++ ионы нахо дятся в растворе, тогда как Fe+++ ионы выпадают в оса док:
2FeS04 |
+ 2 Н 2 0 + Ѵ 2 0 2 ~У Fe2 03 • Н 2 0 + 2H2 S04 . |
||
Желтая |
окись Fe 2 0 3 - H 2 0 выпадает в осадок. Серная |
||
кислота выделяется постепенно, |
и это подкисляет |
рас |
|
твор. Поэтому добавляют раствор |
(буфер), вводя в |
него, |
например, частицы железа, которые переходят в FeSCU, реакция устанавливается при pH, приблизительно рав ном 4.
29