The invention relates to the field of preparation of silicon nitride, and discloses a silicon nitride powder suspension reactor, which comprises a furnace tube, a furnace shell, a heating torch and a nozzle; the inner cavity of the furnace tube is divided into a heating area and a reaction area in turn from top to bottom; the upper end of the furnace tube is fixed with the heating torch for downward flame spraying; and the lower end of the furnace tube is provided with an outlet. The furnace shell is sleeved outside the furnace tube and insulating cotton is arranged between the furnace tube and the furnace shell; the nozzle is arranged through the furnace shell, the furnace tube enters the heating area of the furnace tube cavity, and the nozzle is arranged at the end of the nozzle, the nozzle is upward and is located below the heating torch; the furnace shell is provided with a nitrogen inlet; and the inner wall of the furnace tube is arranged at the same height. There is a circle of air inlet slot. The air inlet slot opens obliquely upward to the furnace tube cavity in the vertical direction. The air inlet slot opens approximately or completely tangent to the inner surface of the furnace tube in the horizontal plane and all openings are in line with each other. The silicon nitride powder prepared by the reactor has the advantages of high purity, fine particle size, high_phase content, high yield and fast yield.
【技术实现步骤摘要】
一种氮化硅粉体悬浮反应器
本专利技术涉及氮化硅制备领域,尤其涉及一种氮化硅粉体悬浮反应器。
技术介绍
氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料。它是一种超硬物质,本身具有润滑性,并且耐磨损,为原子晶体;高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击,在空气中加热到1000℃以上,急剧冷却再急剧加热,也不会碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此优异的特性,人们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。目前,国内氮化硅粉体生产主要由以下两种方法:1、钟罩炉电热或微波加热氮气渗透法步骤:硅粉→坩埚→通入氮气预热(约8小时1000度)→加热反应合成(约20小时1200-1300度)→保温(约10小时1000度)→冷却(约8小时80度以下)→出料(块状,共约50小时)→粉碎研磨→分级来回3-5次。这种生产工艺从投料到出粉要80小时以上,只适于小规模生产。2、卧式粉带电热或微波加热自蔓延氮气渗透法步骤:硅粉→长条平台→通氮气预热(约8小时1000度)→粉带一端高温触发反应,利用反应放热加温自蔓延反应合成(时间根据粉带长短约5-10小时1200-1300度)→保温(约5小时1000度)→冷却(约5小时80度以下)出料(块状,约30小时)→粉碎研磨→分级来回2-3次。这种生产工艺从投料到出粉要50小时以上,投资较大。上述生产方法的技术难度在于:1、温度控制难:反应合成时段的状态:反应(吸热)→合成(放热)→反应(吸热)→合成(放热),表层可降温,中间无法降温。2、团聚结块:硅粉堆放高温反应合成,合成后团聚成块,氮化硅是超硬物质,粉碎研磨是最大难题。如果不能解决上述难点,便 ...
【技术保护点】
1.一种氮化硅粉体悬浮反应器,其特征在于包括:炉管(1)、炉壳(2)、加热火炬(3)和喷管(4);所述炉管的内腔由上至下依次分为加热区(A)和反应区(B),炉管的上端固定有向下喷火的所述加热火炬,炉管的下端设有出料口(5);所述炉壳套设于炉管外部且炉管与炉壳之间设有空隙,所述空隙内填充有保温棉(9);所述喷管穿设炉壳、炉管进入炉管内腔的加热区,且喷管的末端设有喷嘴(6),所述喷嘴朝上且位于加热火炬下方;所述炉壳上设有氮气入口(7);在炉管的内壁同一高度上设有一圈进气缝(8),进气缝在竖直方向上开口向炉管内腔斜向上,进气缝在水平面上开口与炉管内壁曲面近似或完全相切且所有开口朝向一致。
【技术特征摘要】
1.一种氮化硅粉体悬浮反应器,其特征在于包括:炉管(1)、炉壳(2)、加热火炬(3)和喷管(4);所述炉管的内腔由上至下依次分为加热区(A)和反应区(B),炉管的上端固定有向下喷火的所述加热火炬,炉管的下端设有出料口(5);所述炉壳套设于炉管外部且炉管与炉壳之间设有空隙,所述空隙内填充有保温棉(9);所述喷管穿设炉壳、炉管进入炉管内腔的加热区,且喷管的末端设有喷嘴(6),所述喷嘴朝上且位于加热火炬下方;所述炉壳上设有氮气入口(7);在炉管的内壁同一高度上设有一圈进气缝(8),进气缝在竖直方向上开口向炉管内腔斜向上,进气缝在水平面上开口与炉管内壁曲面近似或完全相切且所有开口朝向一致。2.如权利要求1所述的一种氮化硅粉体悬浮反应器,其特征在于,所述炉管的外壁上套设有密封垫圈(17),所述密封垫圈处于加热区和反应区的衔接处,并且密封垫圈将炉管与炉壳之间的空隙密封分隔为上下两个部分。3.如权利要求1或2所述的一种氮化硅粉体悬浮反应器,其特征在于,所述炉管内设有腔颈(10),所述腔颈处于加热区和反应区的衔接处;腔颈的上端呈倒圆锥型,腔颈的下端呈正圆锥型。4.如权利要求1或2所述的一种氮化硅粉体悬浮反应器,其特征在于,...
【专利技术属性】
技术研发人员:任小平,
申请(专利权)人:浙江东瓷新材料有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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