The invention discloses a boron carbide smelting device, including a furnace body composed of a refractory brick and a smelting furnace body surrounded by a side wall around the bottom of the floor. The top of the smelting furnace has an opening for fastening a sinking cover plate with a vent hole; a smelting furnace is filled with a smelting material in the smelting furnace; the relative two of the smelting furnace body is made. The side wall is separately inserted with positive and negative poles. Both the positive and negative poles are penetrated through the inner and end of the smelting furnace. It is used to heat and smelt the smelting material, and the sink cover plate is gradually sinking with the phase of the smelting material. The invention also discloses a preparation method of boron carbide based on the boron carbide smelting device. Boron carbide is prepared by near closed high temperature treatment method according to the method of boron carbide smelting, which reduces the impurity pollution, the product crystallinity is good, the main content of boron carbide product is more than 95%, the product reaches the abrasive requirement after grading, and meets the quality requirements of the boron carbide powder in the field of grinding or engineering ceramics.
【技术实现步骤摘要】
一种碳化硼冶炼装置及碳化硼的制备方法
本专利技术属于陶瓷材料
,具体来讲,涉及一种碳化硼冶炼装置以及基于该冶炼装置的碳化硼的制备方法。
技术介绍
碳化硼的晶格属于R3m空间点阵,晶格常数为α=66°18′,通常也称为六方晶格。碳化硼的菱面体结构可视为由一个立方原胞从空间对角线拉长而成,形成规则的二十面体。平行于空间的对角线成为六方标志的C轴,由三个硼原子与相邻的二十面体互相连接组成线性链。因此,单位晶胞包含12个二十面体位置,三个位置处于线性链上。化学式为B12C3、即B4C。碳化硼结构稳定,相对密度为2.508~2.512,熔点为2350℃,沸点为3500℃,是一种有很高硬度的化合物。碳化硼与酸、碱溶液不起反应,容易制造而且价格相对便宜,广泛应用于硬质材料的磨削、研磨、钻孔等。碳化硼具有高熔点、大中子捕获面、低密度、较好的化学惰性、优良的热学和电学性能,是继金刚石、立方氮化硼之后,最坚硬的物质。碳化硼除了大量用作磨料之外,还可以制作各种耐磨零件、热电偶元件、高温半导体、宇宙飞船上的热电转化装置、防弹装甲、反应堆控制棒与屏蔽材料等。目前国内外制备碳化硼粉末的主要方法方法有:碳热还原法、自蔓延高温合成法、机械合金法等。具体来讲,1)碳热还原法:根据使用的炉体的不同,碳热还原法分为电弧炉法和碳管炉法。主要过程是将硼酐(或硼酸)与碳黑均匀混合,通氩气保护,在高温下利用碳还原氧化硼,得到碳化硼。在碳热还原法制备碳化硼中不可避免地损失氧化;在实际生产中为了加快反应速度,提高生产效率,往往升高反应温度至2300℃,甚至2500℃以上;如一种核工业用碳化硼粉的制备 ...
【技术保护点】
一种碳化硼冶炼装置,其特征在于,包括由耐火砖砌成的冶炼炉体,所述冶炼炉体包括底板以及围合在所述底板四周的侧壁,所述冶炼炉体的顶部具有一开口,所述开口上扣合有一下沉式盖板,所述下沉式盖板上具有排气孔;所述冶炼炉体的相对的两个侧壁上分别插设有正极和负极,所述正极和所述负极均贯穿至所述冶炼炉体的内部并端部相对;所述冶炼炉体内部填充有冶炼原料;所述正极和所述负极用于接通电源以对所述冶炼原料进行加热冶炼,所述下沉式盖板随所述冶炼原料的物相由固相转变为液相的过程中逐渐下沉。
【技术特征摘要】
1.一种碳化硼冶炼装置,其特征在于,包括由耐火砖砌成的冶炼炉体,所述冶炼炉体包括底板以及围合在所述底板四周的侧壁,所述冶炼炉体的顶部具有一开口,所述开口上扣合有一下沉式盖板,所述下沉式盖板上具有排气孔;所述冶炼炉体的相对的两个侧壁上分别插设有正极和负极,所述正极和所述负极均贯穿至所述冶炼炉体的内部并端部相对;所述冶炼炉体内部填充有冶炼原料;所述正极和所述负极用于接通电源以对所述冶炼原料进行加热冶炼,所述下沉式盖板随所述冶炼原料的物相由固相转变为液相的过程中逐渐下沉。2.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼装置,其特征在于,所述底板上还铺设有煤渣层,所述煤渣层用于导通所述正极和所述负极。3.根据权利要求1或2所述的碳化硼冶炼装置,其特征在于,所述冶炼炉体和所述下沉式盖板外部均覆盖有保温层。4.根据权利要求3所述的碳化硼冶炼装置,其特征在于,所述保温层外覆盖有密闭层。5.根据权利要求4所述的碳化硼冶炼装置,其特征在于,所述底板上开设有导气孔,所述导气孔用于向所述冶炼炉体内部通入冶炼惰性气体。6.根据权利要求5所述的碳化硼冶炼装置,其特征在于,所述冶炼惰性气体为氮气或氩气。7.一种基于权利要求1-6任一所述的碳化硼冶炼装置的碳化硼的制备方法,其特征在于,包括步骤:S1、将硼源和碳源充分混合获得所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:彭正军,祝增虎,王成春,臧东营,孙庆超,诸葛芹,李法强,上官雪慧,杨国威,吴康,
申请(专利权)人:中国科学院青海盐湖研究所,青海崟成硼业科技有限公司,
类型:发明
国别省市:青海,63
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