一种氮化硅粉末的制备方法及其设备技术

本发明专利技术公开了一种氮化硅粉末的制备方法及其设备，包括对硅粉原料的输送，在反应箱的内部通入氮气，利用二氧化碳激光器对硅粉原料进行照射处理，硅粉和氮气产生光化学反应，得到氮化硅粉末，涉及化学合成技术领域，本发明专利技术是通过采用二氧化碳激光器发射二氧化碳激光，对硅粉进行照射，由于硅材料在10.7μm处有一个很强的红外吸收谱，通过二氧化碳激光10.6μm波长符合硅的吸收峰，利用硅材料10.7μm的吸收峰吸收二氧化碳激光的能量，在含有充分氮气的反应箱中产生光化学反应，得到氮化硅粉末，相较于现有技术，在大幅度提高氮化硅粉末制备效率的同时，降低了氮化硅粉末的制备成本，进而有效提高氮化硅粉末的制备生产效率。而有效提高氮化硅粉末的制备生产效率。而有效提高氮化硅粉末的制备生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种氮化硅粉末的制备方法及其设备


[0001]本专利技术涉及化学合成
，具体为一种氮化硅粉末的制备方法及其设备。

技术介绍

[0002]氮化硅材料是一种新的具有应用潜力的高热导填料，其硬度高、耐磨损、弹性模量大、强度高、耐高温、热膨胀系数小、导热系数大、密度低、比重小、抗氧化、抗化学腐蚀，其性能可与合金相媲美，在化工、纺织、航空航天、冶金、机械、石油、交通等领域具有广阔的应用前景；
[0003]目前对于氮化硅材料的合成大多数采用化学方法，将氮化硅的合成材料投入电真空反应炉中，在1400℃的环境下，经过70多个小时连续反应，得到氮化硅产品，而且得到的氮化硅产品是块状的，还需要经过破碎，再研磨、烘干才能得到氮化硅的粉料产品，整个制备过程较长；
[0004]现有中国专利技术专利公开号CN106810267A中提出了一种高纯氮化硅粉末的制备方法，以二氧化硅为原料、水溶性淀粉为碳源、纳米氮化硅为烧结助剂，在常压下与氨气/氢气混合气反应制备得到高纯氮化硅粉末，但是采用该方法制备氮化硅粉末，一方面制备原料的成本较高，提高了氮化硅粉末的制备成本，同时整个制备过程复杂，制备效率较低，另一方面无法实现对氮化硅粉末的连续性制备，无法适用对于氮化硅粉末的批量生产，降低了氮化硅粉末的生产效率；
[0005]为解决上述问题，本专利技术提出一种氮化硅粉末的制备方法，在大幅度提高氮化硅粉末制备效率的同时，降低了氮化硅粉末的制备成本，另外还提供了制备氮化硅粉末的生产设备，实现对于氮化硅粉末的连续性生产。
专利技术内容
[0006](一)解决的技术问题
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种氮化硅粉末的制备方法及其设备，解决了现有技术中制备氮化硅粉末的原料成本较高，无法实现对氮化硅粉末的连续性制备，降低了氮化硅粉末生产效率的问题。
[0008](二)技术方案
[0009]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种氮化硅粉末的制备方法，包括以下步骤：
[0010]第一步、将经过0.1μm粒径的硅粉加入投料罐中，转动调节螺杆使活动架在机架的一侧向下滑动，直至二氧化碳激光器的输出端进入通孔的内部；
[0011]第二步、直线电机带动导料管一滑移至投料罐的正下方，伺服电缸三带动导料管一的顶端插入投料罐内部，挡料板在圆弧槽的内部进行转动，使投料罐内部的上下方连通，投料罐内部上方的硅粉落入分料板的下方，挡料板复位，打开投料罐内部电磁阀开关，分料板下方的硅粉落入导料管一的内部，接着硅粉落入导料管二的内部；
[0012]第三步、直线电机带动送料架滑移至反应盘的上方，伺服电缸二推动导料管二下降至反应槽的内部，打开导料管二内部电磁阀开关，将导料管二内部的原料送至反应槽的内部；
[0013]第四步、向反应箱的内部通入氮气，使反应箱的内部充满氮气，接着二氧化碳激光器发射二氧化碳激光对反应槽内部的硅粉进行照射，硅粉的温度升至1300℃，硅粉和氮气产生光化学反应，得到氮化硅粉末；
[0014]第五步、在得到氮化硅粉末后，反应盘在滑杆的推动下向右侧滑移，直至反应盘的一侧进入集料管的内部，接着滑杆的一端进入安装槽的内部，此时连接杆的一端推动推料板将反应槽中的氮化硅粉末推入集料管的内部，完成对氮化硅粉末的收集。
[0015]优选的，第四步中，二氧化碳激光器发射二氧化碳激光的波长为10.6μm。
[0016]该种氮化硅粉末的制备设备，所述包括机架以及位于机架顶部设置的反应箱，所述机架的一侧滑动设置有活动架，且活动架的一侧设置有二氧化碳激光器，所述反应箱的右侧连通有导气管，所述反应箱的内部设置有固定架，且固定架的内部设置有反应机构；
[0017]所述反应机构包括反应盘，所述反应盘的顶部开设有反应槽，且反应槽的一侧滑动设置有推料板，所述反应盘的内部开设有安装槽，且安装槽的内部设置有弹簧一，所述固定架的左侧设置有伺服电缸一，且伺服电缸一驱动轴的一端设置有固定板，所述固定板右侧的下方设置有滑杆，且滑杆的一端与弹簧一的一端固定连接，所述固定板右侧的上方设置有连接杆，且连接杆的一端与推料板的一侧固定连接。
[0018]优选的，所述反应箱内部的左侧设置有投料机构，所述投料机构包括投料罐，且投料罐内部的上方设置有密封块，所述密封块的内部设置有伺服电机，且伺服电机输出轴的一端通过联轴器固定连接有转动杆，所述投料罐内部的下方设置有分料板，且转动杆的底端与分料板的顶部转动连接，所述分料板的内部开设有两个圆弧槽，且两个圆弧槽的内部均设置有挡料板。
[0019]优选的，所述固定架的内部设置有送料机构，所述送料机构包括送料架，所述固定架的内部开设有送料槽，且送料槽内壁的两侧均滑动设置有直线电机，所述送料架的内部活动设置有导料管一，且导料管一的底端滑动设置有导料管二，所述送料架内部的两侧均设置有伺服电缸二，且伺服电缸二驱动轴的一端通过连接架一与导料管二的表面固定连接，所述送料架内部的两侧均设置有伺服电缸三，且伺服电缸三驱动轴的一端通过连接架二与导料管一的表面固定连接。
[0020]优选的，所述反应箱的顶部设置有防护机构，所述防护机构包括防护板，所述反应箱的内部开设有与防护板相配合的连接槽，所述反应箱的顶部设置有电推杆，且电推杆驱动轴的一端与防护板的一侧固定连接。
[0021]优选的，所述机架的内部设置有调节机构，所述调节机构包括调节螺杆，所述机架的内部滑动设置有调节块，且调节块地一侧与活动架的一侧固定连接，所述调节螺杆的表面与调节块的内部螺纹连接。
[0022]优选的，所述反应箱的内部设置有收料机构，所述收料机构包括活动箱，且活动箱的内部设置有收料箱，所述活动箱的一侧设置有弧形块，且弧形块与活动箱的一侧之间设置有弹簧二，所述弧形块的内部设置有集料管，且集料管的一端与活动箱的内部滑动连接，所述固定架的内部开设有收料孔。
[0023]优选的，所述投料罐的底端与导料管一的顶端相配合，且投料罐内部的下方与导料管二内部的下方均设置有电磁阀。
[0024]优选的，所述反应箱内部的上方开设有通孔，且通孔内部的下方设置有透明板。
[0025](三)有益效果
[0026]本专利技术提供了一种氮化硅粉末的制备方法及其设备，与现有技术相比具备以下有益效果：
[0027](1)通过采用二氧化碳激光器发射二氧化碳激光，控制二氧化碳激光的波长为10.6μm，对反应盘中的硅粉进行照射，使硅粉的温度升至1300℃，硅粉和氮气产生光化学反应，由于硅材料在10.7μm处有一个很强的红外吸收谱，通过二氧化碳激光10.6μm波长符合硅的吸收峰，利用硅材料10.7μm的吸收峰吸收二氧化碳激光的能量，在含有充分氮气的反应箱中产生光化学反应，得到氮化硅粉末，相较于现有技术制备氮化硅粉末的方法，在大幅度提高氮化硅粉末制备效率的同时，降低了氮化硅粉末的制备成本，进而有效提高氮化硅粉末的制备生产效率；
[0028](2)通过在反应箱的内部设置送料机构和投料机构，让投料罐内部的硅粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化硅粉末的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步、将经过0.1μm粒径的硅粉加入投料罐(201)中，转动调节螺杆(501)使活动架(30)在机架(10)的一侧向下滑动，直至二氧化碳激光器(40)的输出端进入通孔(60)的内部；第二步、直线电机(303)带动导料管一(304)滑移至投料罐(201)的正下方，伺服电缸三(308)带动导料管一(304)的顶端插入投料罐(201)内部，挡料板(207)在圆弧槽(206)的内部进行转动，使投料罐(201)内部的上下方连通，投料罐(201)内部上方的硅粉落入分料板(205)的下方，挡料板(207)复位，打开投料罐(201)内部电磁阀开关，分料板(205)下方的硅粉落入导料管一(304)的内部，接着硅粉落入导料管二(305)的内部；第三步、直线电机(303)带动送料架(301)滑移至反应盘(101)的上方，伺服电缸二(306)推动导料管二(305)下降至反应槽的内部，打开导料管二(305)内部电磁阀开关，将导料管二(305)内部的原料送至反应槽的内部；第四步、向反应箱(20)的内部通入氮气，使反应箱(20)的内部充满氮气，接着二氧化碳激光器(40)发射二氧化碳激光对反应槽内部的硅粉进行照射，硅粉的温度升至1300℃，硅粉和氮气产生光化学反应，得到氮化硅粉末；第五步、在得到氮化硅粉末后，反应盘(101)在滑杆(107)的推动下向右侧滑移，直至反应盘(101)的一侧进入集料管(605)的内部，接着滑杆(107)的一端进入安装槽(103)的内部，此时连接杆(108)的一端推动推料板(102)将反应槽中的氮化硅粉末推入集料管(605)的内部，完成对氮化硅粉末的收集。2.根据权利要求1所述的一种氮化硅粉末的制备方法，其特征在于：第四步中，二氧化碳激光器(40)发射二氧化碳激光的波长为10.6μm。3.一种氮化硅粉末的制备设备，其特征在于：所述包括机架(10)以及位于机架(10)顶部设置的反应箱(20)，所述机架(10)的一侧滑动设置有活动架(30)，且活动架(30)的一侧设置有二氧化碳激光器(40)，所述反应箱(20)的右侧连通有导气管(50)，所述反应箱(20)的内部设置有固定架(80)，且固定架(80)的内部设置有反应机构；所述反应机构包括反应盘(101)，所述反应盘(101)的顶部开设有反应槽，且反应槽的一侧滑动设置有推料板(102)，所述反应盘(101)的内部开设有安装槽(103)，且安装槽(103)的内部设置有弹簧一(104)，所述固定架(80)的左侧设置有伺服电缸一(105)，且伺服电缸一(105)驱动轴的一端设置有固定板(106)，所述固定板(106)右侧的下方设置有滑杆(107)，且滑杆(107)的一端与弹簧一(104)的一端固定连接，所述固定板(106)右侧的上方设置有连接杆(108)，且连接杆(108)的一端与推料板(102)的一侧固定连接。4.根据权利要求3所述的一种氮化硅粉末的制备设备，其特征在于：所述反应箱(20)内部的左侧设置有投料机构，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宗才，许建文，裴晨艺，许轶雯，
申请(专利权)人：上瓷宗材上海精密陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：