The invention relates to the field of silicon nitride preparation, and discloses a silicon nitride powder production line, which comprises a feeding unit, a reaction unit, a receiving unit and a circulating water cooling unit. The feeding unit comprises a silicon powder feeding mechanism, a nitrogen preparation supercharging device and a microwave plasma preheater. The reaction unit comprises a suspension reactor and a thermal insulation cooler. The receiving unit comprises a gas powder separator, a packer and a nitrogen storage tank. The circulating water cooling unit comprises a water cooling pool and a water cooling pump. The silicon nitride powder prepared by the production line of the invention has the advantages of high purity, fine particle size, high mustard content, high yield and fast production.
【技术实现步骤摘要】
一种氮化硅粉体生产线
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生产线。
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,便会造成以 ...
【技术保护点】
1.一种氮化硅粉体生产线,其特征在于:包括供料单元、反应单元、收料单元和循环水冷单元;所述供料单元包括硅粉投料机构、氮气制备增压装置(300)和微波等离子预热器(301);所述硅粉投料机构与氮气制备增压装置分别与微波等离子预热器连通并分别提供硅粉和氮气,氮气制备增压装置还与硅粉投料机构连通为其输送氮气以提供压力;所述反应单元包括依次连接的悬浮反应器(302)和保温冷却器(303);所述微波等离子预热器与悬浮反应器连通为其提供硅粉和氮气;所述氮气制备增压装置与保温冷却器连通为其提供冷却用氮气,保温冷却器又分别与硅粉投料机构、微波等离子预热器连通以循环利用氮气;所述收料单元包括气粉分离器(304)、包装器(305)和回收氮气储罐(306);所述气粉分离器与保温冷却器连通,气粉分离器中的粉体、气体分别输送至所述包装器和回收氮气储罐;所述回收氮气储罐与硅粉投料机构连通为其输送氮气以提供压力;回收氮气储罐还与包装器连接并为其提供包装用气;所述循环水冷单元包括水冷池(307)和水冷泵(308);所述水冷池通过所述水冷泵分别与微波等离子预热器、悬浮反应器的加热装置、保温冷却器循环回路连接;所述氮气制 ...
【技术特征摘要】
1.一种氮化硅粉体生产线,其特征在于:包括供料单元、反应单元、收料单元和循环水冷单元;所述供料单元包括硅粉投料机构、氮气制备增压装置(300)和微波等离子预热器(301);所述硅粉投料机构与氮气制备增压装置分别与微波等离子预热器连通并分别提供硅粉和氮气,氮气制备增压装置还与硅粉投料机构连通为其输送氮气以提供压力;所述反应单元包括依次连接的悬浮反应器(302)和保温冷却器(303);所述微波等离子预热器与悬浮反应器连通为其提供硅粉和氮气;所述氮气制备增压装置与保温冷却器连通为其提供冷却用氮气,保温冷却器又分别与硅粉投料机构、微波等离子预热器连通以循环利用氮气;所述收料单元包括气粉分离器(304)、包装器(305)和回收氮气储罐(306);所述气粉分离器与保温冷却器连通,气粉分离器中的粉体、气体分别输送至所述包装器和回收氮气储罐;所述回收氮气储罐与硅粉投料机构连通为其输送氮气以提供压力;回收氮气储罐还与包装器连接并为其提供包装用气;所述循环水冷单元包括水冷池(307)和水冷泵(308);所述水冷池通过所述水冷泵分别与微波等离子预热器、悬浮反应器的加热装置、保温冷却器循环回路连接;所述氮气制备增压装置还分别与微波等离子预热器、悬浮反应器的加热装置和悬浮反应器的炉管连接并提供氮气。2.如权利要求1所述的一种氮化硅粉体生产线,其特征在于,所述硅粉投料机构包括依次连接的硅粉投料站(309)、硅粉料仓(310)、电动蝶阀(311)、螺杆计量加料器(312)和硅粉喷射器(313);所述硅粉喷射器与微波等离子预热器连通并为其提供硅粉。3.如权利要求1或2所述的一种氮化硅粉体生产线,其特征在于,所述微波等离子预热器包括氮气管道(100)、第一喷射器(101)、微波等离子火炬(102)、第二喷射器(103)、预热器壳体(104)和盘管(105);所述第一喷射器上设有与硅粉投料机构连通的硅粉添加口(106),所述氮气管道的进料端分别与氮气制备增压装置和保温冷却装置连通;氮气管道的出料端延伸进入第一喷射器内,第一喷射器的出料端与第二喷射器连接;所述微波等离子火炬设于第二喷射器内;所述盘管设于预热器壳体内,且第二喷射器的出料端与盘管的进料端连接,盘管的出料端延伸出预热器壳体外并与所述悬浮反应器连接;所述氮气制备增压装置为微波等离子火炬提供氮气,所述水冷池与微波等离子火炬循环回路连接用以降温冷却。4.如权利要求3所述的一种氮化硅粉体生产线,其特征在于,还包...
【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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