Thermal synthesis of Barium and barium-strontium metaniobates by using a coprecipitation method

Abstract

The paper presents a new, non-traditional method for the synthesis of barium metaniobate, BaNb₂O₆, and of a mixed barium-strontium metaniobate, Ba_0.29Sr_0.71Nb₂O₆, through the thermal decomposition of coprecipitation products. The conditions of quantitative precipitation of the metals as niobic acid and barium or barium-strontium oxalate were established. The mechanism of thermal decomposition of the coprecipitate was deduced from differential thermal analysis and X-ray diffraction date. Barium metaniobate forms at 470°C, below the temperature required in the synthesis based upon the solid-state reaction between Nb₂O₅ and BaCO₃ (1100°C). The mixed barium-strontium compound is formed at 700°C, below the 1100°C used in the reaction between Nb₂O₅, BaCO₃ and SrCO₃.

Zusammenfassung

Es wird eine neue, nicht-traditionelle Methode zur Synthese von Bariummetaniobat (BaNb₂O₆) und eines gemischten Barium-Strontium-Metaniobats (Ba_0.29Sr_0.71Nb₂O₆) durch thermische Zersetzung von Kopräzipitaten angegeben. Die Bedingungen der quantitativen Fällung der Metalle als Niobsäure und Bariumoxalat oder Barium-Strontium-Oxalat wurden ermittelt. Der Mechanismus der thermischen Zersetzung der Kopräzipitate wurde aus differentialthermoanalytischen und röntgendiffraktometrischen Daten abgeleitet. Bariummetaniobat bildet sich bei 740°C, also bei einer Temperatur, die unter der liegt, die bei der auf der Festkörperreaktion zwischen Nb₂O₅ und BaCO₃ basierenden Synthese aufzubringen ist (1100°C). Die gemischte Barium-Strontium-Verbindung wird bei einer Temperatur von 700°C gebildet, die niedriger als die für die Reaktion zwischen Nb₂O₅, BaCO₃ und SrCO₃ notwendige Temperatur von 1100°C ist.

Резюме

Приводится новый мет од синтеза метаниоба та бария — BaNb₂O₆ и смешанног о барий — стронций ниоб ата — Ba_0,29Sr_0,71Nb₂O₆, путем термического разлож ения соосажденных веществ. Определены у словия количественн ого осаждения солей мета ллов ниобиевой кислоты и барий или же барий — стронций окса латов. На основе данных ДТА и рентгено-диффракцио нного анализа устано влен механизм термическо го разложения соосадков. Метаниоба т бария образуется пр и 740°C, что значительно ниже тем пературы 1100°C, требуемой при твер дотельной реакции ме жду пятиокисью ниобия и к арбонатом бария. Смешанный бари й — стронций ниобат об разуется при 700°C, что ниже темпер атуры 1100°C, используемой в реа кции между пятиокись ю ниобия и карбонатами бария и стронция.