一种生产氮化铝的铁介质熔汤法及其生产设备制造技术

一种生产氮化铝的铁介质熔汤法及其生产设备，系于一真空密闭的环境中，连续于一纯铁熔汤中加入纯铝材料，以产生一含铝的铁熔汤，再于该一含铝的铁熔汤中，连续通入氮气，于该一含铝的铁熔汤中，藉控制含铝铁熔汤的铝浓度，以控制氮化铝产出，而当含铝的铁熔汤中的氮化铝持续生成后，因氮化铝比重较铁轻，氮化铝会持续漂浮到含铝的铁熔汤表面，之后，再藉由Ar+N2气体吹送与静电除尘，则能够进行收集到纯的粉状氮化铝，最后，将用过气体进行回收再利用。

Method for producing aluminum nitride iron medium melting soup and production equipment thereof

A medium iron melt production of aluminum nitride and its production equipment, in a vacuum environment, in a continuous iron melt into pure aluminum material to produce a molten iron containing soup, the soup in a molten iron containing aluminum, continuously introducing nitrogen in molten iron the soup contains aluminum, aluminum containing molten iron by controlling the concentration of decoction, in order to control the output of aluminum nitride, aluminum nitride and aluminum molten iron when the soup in the last generation, because the proportion of aluminum nitride iron is light, after the aluminum nitride will continue to float to the surface of the iron melt, aluminum, by Ar+N2 the gas blowing and electrostatic dust, can be collected to the pure aluminum nitride powder, finally, will be used for gas recycling.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关一种生产氮化铝的铁介质熔汤法及其生产设备，特别是一种生产速率快且制程步骤简易的氮化铝生产方法及其生产设备。
技术介绍
氮化铝由于具有优越的热传导性(理论值:320W/mK)，良好的电绝缘性，低热膨胀率(4.3ppm/K，与硅晶相近)，良好的抗热震性与良好的抗侵蚀性，故近年来，已成为工业上极为重要的材料。它在许多高科技的工业上极具应用潜力，其中包括有电子基板、积体电路封装材料、电子元件散热体、高热传导复合材料、盛装与处理熔融盐或金属的容器等制作元件。目前工业上制造氮化铝的方法，如氧化铝粉碳素还原氮化法(日本Tokuyama)与铝粉直接氮化法(如美国ART，德国H.C.Starck)，皆因耗能源，生产速率慢，制程步骤繁复，制造成本高，造成多年来，氮化铝的价格居高不下。而由于氮化铝的价格居高不下，其市场规模一直无法如许多业界专家预测的飞跃成长，而仅以小幅度地稳定成长；然而，几乎所有业界人士皆认为，氮化铝的价格若能大幅降低(如降低30％)，则氮化铝的需求与使用必定大幅增加，市场规模将会如预期的飞跃式成长。因目前工业上生产氮化铝的方法成本高，故其降价的幅度极为有限，欲大幅降低氮化铝的价格，唯一的途径便是开发高品质、低成本的制程方法；其中目前工业上主要生产氮化铝的方法为，氧化铝粉碳素还原氮化法，跟金属铝直接氮化法，其中金属铝直接氮化法有铝熔聚的问题，很难以一次反应获得高纯度氮化铝，因而常须经数次研磨再反应的程序，叉必须在高温下长时问操作，能量消耗极大；另外氧化铝粉碳素还原氮化法，虽然可得到较高纯度的氮化铝，但是产物常含过多的碳，必须在含氧气氛中将碳氧化去除，因此可能造成含氧量提高，此外，此方法亦须在高温长时间操作，能量消耗亦大。由上述内容可知，目前并无一生产速率快且制程步骤简易的方法及生产设备能够用以制造氮化铝，故若能够使用一种方法来增加氮化铝的生产速率与提高成功率、并能够节省生产氮化铝所需的能量与成本，将能够解决习用制造氮化铝所造成的高价格现象，因此本专利技术应为一最佳解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生产氮化铝的铁介质熔汤法及其生产设备，为一种生产速率快且制程步骤简易的氮化铝生产方法及其生产设备，能够增加氮化铝的生产速率与提高成功率、并能够节省生产氮化铝所需的能量与成本，故能够解决习用制造氮化铝所造成的高价格现象。为实现上述目的，本专利技术公开了一种生产氮化铝的铁介质熔汤法，其特征在于方法为：于一真空密闭的环境中，连续加入纯铝材料于一纯铁熔汤中；再通入氮气，以于含铝纯铁熔汤中产出氮化铝，并于该含铝纯铁熔汤表面持续飘浮氮化铝；之后，再藉由气体吹送与静电除尘，以进行收集粉状氮化铝；以及最后，再将气体进行回收。其中，纯铝材料为铝粉末或铝线。其中，气体吹送藉由气体吹动由该含铝纯铁熔汤中所飘浮的氮化铝，并经由静电除尘后，则能够产出粉状氮化铝。其中，气体为氩气或其他钝气。还公开了一种生产氮化铝的生产设备，其特征在于包含：一纯铁熔汤槽，该纯铁熔汤槽内分为纯铁熔汤区、入料区与收集区，其中该纯铁熔汤区用以进行熔融处理，并于该纯铁熔汤区中形成一纯铁熔汤，且该入料区连接有一入料管口及一气体输入管口，用以于该入料管口将纯铝材料放入该纯铁熔汤中，而该气体输入管口用以将氮气输入该入料管口中后，以使纯铁熔汤中的铝成份与铁成份与氮气反应生成氮化铝，并会于该纯铁熔汤表面持续飘浮出氮化铝粉；一收集区，设有至少一个入气孔及至少一个吸取口；一第一送气设备，连接于该入料区的气体输入管口，用以将提供氮气至该气体输入管口处；一第二送气设备，连接于该收集区的入气孔，以将气体输入该收集区中，用以吹动由含铝纯铁熔汤中所飘浮的氮化铝，以形成粉状氮化铝；一粉尘收集设备，系与该吸取口及该第二送气设备相连接，该粉尘收集设备系具有一气体吸取装置、一过滤装置及一气体回收装置，而该过滤装置系设置于该气体吸取装置及该气体回收装置之间，该气体吸取装置由该吸取口收集该粉状氮化铝后，该气体回收装置能够将收集的粉状氮化铝所连带的气体抽走回收，而位于该气体吸取装置及该气体回收装置之间的过滤装置则能够收集到粉状氮化铝，且该气体回收装置所抽走回收的气体则再次输入该第二送气设备中。其中，第二送气设备所输入的气体为氩气或其他钝气。其中，该粉尘收集设备的气体回收装置系能够透过一输气管路与该第二送气设备相连接。其中，该入料区与该收集区之间系设置有一隔板。其中，该入料管口及一气体输入管口亦能够设置于该纯铁熔汤槽的底部，以进行底吹气体与铝粉的混合物进入该纯铁熔汤区内。其中，该纯铁熔汤区的底部具有一斜面。其中，该纯铁熔汤区的底部具有一平面。其中，能够改变该纯铁熔汤槽内的纯铁熔汤高度。通过上述内容，本专利技术可克服金属铝直接氮化法有铝熔聚的问题，可以一次反应获得高纯度氮化铝，因而无须经数次研磨再反应的程序，叉无须在高温下长时问操作，导致能量消耗极大的问题；还实现了如下技术效果：(1)本专利技术生产氮化铝的方法，较传统制造氮化铝的方法比较起来，因为能控制纯铁内铝的浓度，及氮气流量，使氮与铝的反应完全，更能够增加氮化铝的生产速率与提高成功率。(2)本专利技术生产氮化铝的方法，能够节省生产氮化铝所需的能量与成本，故生产成本低，且生产速率快，因此将能够解决习用制造氮化铝所造成的高价格现象。附图说明图1：本专利技术一种生产氮化铝的铁介质熔汤法及其生产设备的生产流程示意图。图2：本专利技术一种生产氮化铝的铁介质熔汤法及其生产设备的生产设备示意图。图3：本专利技术一种生产氮化铝的铁介质熔汤法及其生产设备的生产设备运作示意图。具体实施方式有关于本专利技术其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。请参阅图1，为本专利技术一种生产氮化铝的铁介质熔汤法及其生产设备的生产流程示意图，由图中可知，其方法为：(1)于一真空密闭的环境中，连续加入一纯铝材料于一纯铁熔汤中101；(2)再持续通入氮气，以于含铝纯铁熔汤中产出氮化铝，并于该纯铁熔汤表面持续飘浮氮化铝102；(3)之后，再藉由气体吹送与静电除尘，以进行收集粉状氮化铝103；以及(4)最后，再将气体进行回收104。而制程步骤简易的氮化铝生产方法，则是由低碳钢(例如IF钢)的炼制过程中所延伸出来的，其制造过程中，由于C、N含量低，在加入一定量的氧气与氩气后，原先溶解在低碳钢液中的碳，就优先与氧原子反应，生成CO气体，就可藉真空与氩气，将低碳钢中的碳、氮等间隙原子完全去除，从而得到无间隙原子的洁凈铁素体钢，即为超低碳无间隙原子钢(InterstitialFreeSteel,IF钢)；其中由于采用RH-OB真空脱气工艺，并改造了关键设备，故开发出优质IF钢，使现今IF钢的成分大致为：C≤0.005％,N≤0.003％，Ti或Nb一般约0.05％；由于间隙原子C、N对IF钢的织构、r值与时效特性有着十分重要的影响。固溶的C、N原子不利于织构的形成，r值急剧降低。此外，C、N含量高还将会明显增大IF钢的时效硬化倾向。而获得较纯凈的铁素体钢，有利于织构的发展和r值增大，并且保证了IF钢的非时效性；其中由于N对钢是有害的，故炼钢一般将N控制在40ppm以下，而脱氧残留的Al则能与N生产稳定的AlN，将N完全固定。由此可知，本案发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产氮化铝的铁介质熔汤法，其特征在于方法为：于一真空密闭的环境中，连续加入纯铝材料于一纯铁熔汤中；再通入氮气，以于含铝纯铁熔汤中产出氮化铝，并于该含铝纯铁熔汤表面持续飘浮氮化铝；之后，再藉由气体吹送与静电除尘，以进行收集粉状氮化铝；以及最后，再将气体进行回收。

【技术特征摘要】
2015.10.14 TW 1041337351.一种生产氮化铝的铁介质熔汤法，其特征在于方法为：于一真空密闭的环境中，连续加入纯铝材料于一纯铁熔汤中；再通入氮气，以于含铝纯铁熔汤中产出氮化铝，并于该含铝纯铁熔汤表面持续飘浮氮化铝；之后，再藉由气体吹送与静电除尘，以进行收集粉状氮化铝；以及最后，再将气体进行回收。2.如权利要求1所述的生产氮化铝的铁介质熔汤法，其特征在于，纯铝材料为铝粉末或铝线。3.如权利要求1所述的生产氮化铝的铁介质熔汤法，其特征在于，气体吹送藉由气体吹动由该含铝纯铁熔汤中所飘浮的氮化铝，并经由静电除尘后，则能够产出粉状氮化铝。4.如权利要求3所述的生产氮化铝的铁介质熔汤法，其特征在于，气体为氩气或其他钝气。5.一种生产氮化铝的生产设备，其特征在于包含：一纯铁熔汤槽，该纯铁熔汤槽内分为纯铁熔汤区、入料区与收集区，其中该纯铁熔汤区用以进行熔融处理，并于该纯铁熔汤区中形成一纯铁熔汤，且该入料区连接有一入料管口及一气体输入管口，用以于该入料管口将纯铝材料放入该纯铁熔汤中，而该气体输入管口用以将氮气输入该入料管口中后，以使纯铁熔汤中的铝成份与铁成份与氮气反应生成氮化铝，并会于该纯铁熔汤表面持续飘浮出氮化铝粉；一收集区，设有至少一个入气孔及至少一个吸取口；一第一送气设备，连接于该入料区的气体输入管口，用以将提供氮气至该气体输入管口处；一第二送气设备，连接于该收集区的入气孔，以将...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑞凯，
申请(专利权)人：陈瑞凯，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71