常压燃烧合成氮化硅粉体的方法技术

本发明专利技术属于非氧化物超细氮化硅陶瓷粉体的制备技术领域，涉及常压燃烧合成氮化硅粉体的方法，特别涉及常压连续化燃烧合成氮化硅粉末的方法。本发明专利技术是由Ｓｉ粉和催化剂按重量份比为Ｓｉ∶催化剂＝９４～４０∶３～３０的比例混合，然后加入氮化硅进行粉体活化处理，随后于常温常压条件下诱发燃烧合成反应。本发明专利技术的特点是不需要高压反应装置，只需将粉末松装于耐高温的多孔反应器中，反应即可在微正压的氮气氛或流动氮气或空气中进行。粉体活化处理有利于调整反应温度，合成产物中主要物质是Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］，主晶相为占总重量８５～９５％的α－Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］粉。本发明专利技术具有生产周期短、节约能源、设备投资少。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

Method for synthesizing silicon nitride powder by normal pressure combustion

The invention belongs to the technical field of preparation of non oxide superfine silicon nitride ceramic powder, and relates to a method for synthesizing silicon nitride powder by normal pressure combustion, in particular to a method for synthesizing silicon nitride powder by atmospheric pressure continuous combustion. The present invention is made of Si powder and catalyst by weight ratio of Si = 94 ~ 40: Catalyst: 3 to 30 of the proportion, then add the silicon nitride powder by activation treatment, then in normal temperature conditions by combustion synthesis reaction. The invention is characterized in that the high-pressure reaction device is not needed, and the powder is only loose in a high temperature resistant porous reactor, and the reaction can be carried out in a slightly positive nitrogen atmosphere or flowing nitrogen or air. Powder activation treatment is conducive to adjusting the reaction temperature, the main products are: synthetic material Si 3: N 4, the main phase is the total weight of 85 ~ 95% Si: alpha 3: N 4 powder. The invention has the advantages of short production cycle, energy saving and low equipment investment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于非氧化物超细氮化硅陶瓷粉体的制备
，涉及，特别涉及常压连续化燃烧合成氮化硅粉末的方法。
技术介绍
Si3N4陶瓷是非氧化物陶瓷材料的重要代表，因其优异的高强度、高硬度、耐磨性和抗化学腐蚀性能而被广泛用于陶瓷刀片、轴承、拉丝模、轧辊等方面。但相对于金属基材料而言，氮化硅陶瓷高的成本制约了其规模化应用。因此，从制粉—成型—烧结—加工四个环节上来研究开发新的低价制备技术是国际范围内的研究热点。国际上研究开发的Si3N4粉末制备方法很多，有代表性的方法是美国Dow Chemical Co.开发的SiO2的碳热还原氮化法，以及国际上普遍采用的硅粉直接氮化法。国际上大的生产厂家有Starck(德)、AME(英)、Kemanord(瑞典)和日本电工等厂。但两种工艺方法都需要很长的氮化时间，所制备的氮化硅粉末价格也较高。美国报导的硅粉氮化法制取Si3N4的价格为35美元/公斤。而国际市场的氮化硅粉体的实际平均价格约为45美元/公斤。由于粉体性能原因，国际市场普遍接受的粉末仍是日本Ube公司的产品(工艺方法上采用氨解法，产品价格是120美元/公斤)，尤其是制备陶瓷燃汽轮机用部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常压燃烧合成氮化硅粉体的方法，其特征是：所述的方法包括以下步骤：　　　　（１）．原料混合和活化处理：　　　　按纯硅粉∶Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］∶催化剂＝９４～４０∶６０～８∶３～３０的重量份比例将纯硅粉、Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］和催化剂充分混合后，将混合后的物料经高能机械活化处理或超声活化处理；　　　　或按纯硅粉∶Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］＝９４～４０∶６０～８的重量份比例将纯硅粉和Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］充分混合后，将混合后的原料粉末在氨气中经高能机械活化处理或超声活化处理；　　　　（２）．燃烧氮化反应：　　　　将步骤（１）经高能机械活化处理或超声活化处理的混合物料松装于耐高温的容器中，松装密度为...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李江涛，杨筠，林志明，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]