一种氮化铝合成炉用反应舟及氮化铝合成炉制造技术

本申请涉及一种氮化铝合成炉用反应舟及氮化铝合成炉，包括壳体和进气部，壳体底部中心位置处开设有进气口，进气部具有进气通道，进气通道的一端为开口端，另一端为密封封闭端，进气部的侧壁开设有多个进气孔，开口端与进气口连接且连通，且进气部位于壳体内，进气部与壳体之间形成容料空间，容料空间与进气通道通过进气孔连通。上述方案通过改变反应舟的结构，保证碳热还原反应过程中氮气与氮化铝前驱体颗粒的接触面积大、且接触充分，从而能够减少氮气的使用量以及缩短反应时间，以降低氮化铝合成炉的功耗，氮气使用量较现有技术下降40%，设备功耗下降20%，进而使得通过氮化铝合成炉合成氮化铝粉体的经济性好。成炉合成氮化铝粉体的经济性好。成炉合成氮化铝粉体的经济性好。

【技术实现步骤摘要】
一种氮化铝合成炉用反应舟及氮化铝合成炉


[0001]本申请涉及氮化铝生产设备
，特别是涉及一种氮化铝合成炉用反应舟及氮化铝合成炉。

技术介绍

[0002]氮化铝陶瓷作为新型材料，具有优异的热导率、较低的介电损耗和介电常数以及可靠的电绝缘性能，同时具有与硅相接近的热膨胀系数等一些列优异的特性，被认为是高集成度半导体基片和电子器件封装的理想材料，在国防、航空航天、通讯、微电子等领域内应用前景十分广阔。
[0003]对于氮化铝陶瓷材料而言，原始氮化铝粉末的技术指标，如粒径、纯度以及颗粒形貌等因素直接影响氮化铝陶瓷材料的综合性能，影响氮化铝陶瓷性能的因素主要包括氮化铝粉体的氮含量、氧杂质含量、微量元素铁、硅、钙等杂质含量、粒度分布、比表面积等。当氮化铝粉体杂质的含量偏高时，烧结性能差，很难获得致密的氮化铝陶瓷，且热导率会远低于理论值。
[0004]目前氮化铝粉体的合成方法很多，主要有：铝粉直接氮化法、碳热还原法、化学气相沉积法、自蔓延高温合成法以及等离子化学合成法等。其中直接氮化法、碳热还原法已经在工业领域得到了广泛推广。
[0005]碳热还原法作为制备氮化铝粉体的典型方法，具有原料来源广、成本低、工艺稳定性好、易于大规模生产等优势，制备出的氮化铝粉体纯度较高，粒径分布可控、易于成型烧结。碳热还原法制备氮化铝粉体的过程具有氮化步骤，该步骤是将制备好的氮化铝前驱体颗粒加入到氮化铝合成炉中合成氮化铝粉体，由于氮化铝前驱体颗粒在反应舟中大量堆积，氮化铝合成炉内的氮气仅通过反应舟的开口进入到反应舟内，氮气的流动可能会出现局部受阻，氮气与氮化铝前驱体颗粒的接触均匀性差，且反应过程中会产生的大量的一氧化碳，如果不能及时被氮气流带走，会影响氮气与氮化铝前驱体颗粒的接触，会造成碳热还原反应不充分，导致最终氮化铝粉体纯度偏低以及均匀性差。为解决该问题，目前常用的办法是增加反应时间以及加大氮气的通入量，这会导致氮气使用量较大，氮化铝合成炉合成氮化铝粉体的功耗较大，进而导致反应时间长、成本高、经济性差。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对在通过氮化铝合成炉合成氮化铝粉体的过程中，为了使碳热还原反应充分，氮化铝粉体纯度高，而增加反应时间以及加大氮气的通入量，导致氮气使用量较大、氮化铝合成炉的功耗较大，进而导致反应时间长、成本高、经济性差的问题。提供一种氮化铝合成炉用反应舟及氮化铝合成炉，通过改变反应舟的结构，能够保证碳热还原反应过程中氮气与氮化铝前驱体颗粒的接触面积大、且接触充分，从而能够减少氮气的使用量以及缩短反应时间，以降低氮化铝合成炉的功耗，氮气使用量较现有技术下降40%，设备功耗下降20%，进而使得通过氮化铝合成炉合成氮化铝粉体的经济性好。
[0007]一种氮化铝合成炉用反应舟，包括壳体和进气部，所述壳体底部中心位置处开设有进气口，所述进气部具有进气通道，所述进气通道的一端为开口端，另一端为密封封闭端，所述进气部的侧壁开设有多个进气孔，所述开口端与所述进气口连接且连通，且所述进气部位于所述壳体内，所述进气部与所述壳体之间形成容料空间，所述容料空间与所述进气通道通过所述进气孔连通。
[0008]优选地，上述一种氮化铝合成炉用反应舟中，在竖直向下的方向上，所述进气孔自所述进气部的侧壁向着所述容料空间倾斜向下延伸设置。
[0009]优选地，上述一种氮化铝合成炉用反应舟中，所述进气孔的延伸方向与竖直方向之间形成的夹角大小为20
°
至50
°
。
[0010]优选地，上述一种氮化铝合成炉用反应舟中，所述壳体底部倾斜设置有承料板，在竖直向上的方向上，所述承料板自所述壳体底部中心位置向着所述壳体的内壁倾斜向上延伸设置，且与所述壳体的内壁连接，所述进气部、所述壳体的内壁与所述承料板形成所述容料空间。
[0011]优选地，上述一种氮化铝合成炉用反应舟中，所述承料板与所述壳体底部之间形成的夹角大小为15
°
至30
°
。
[0012]优选地，上述一种氮化铝合成炉用反应舟中，所述壳体底部为半球状底部，且所述半球状底部向着远离所述容料空间的一侧凸起，所述半球状底部中心位置处开设有所述进气口。
[0013]优选地，上述一种氮化铝合成炉用反应舟中，所述进气部的形状为圆筒状，且多个所述进气孔均匀分布于所述进气部的侧壁。
[0014]优选地，上述一种氮化铝合成炉用反应舟中，所述壳体的形状为圆筒状。
[0015]优选地，上述一种氮化铝合成炉用反应舟中，所述壳体为石墨壳体，所述进气部为石墨进气部。
[0016]一种氮化铝合成炉，包括上述任一项所述的一种氮化铝合成炉用反应舟。
[0017]本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：
[0018]本申请实施例公开的一种氮化铝合成炉用反应舟及氮化铝合成炉中，通过改变反应舟的结构，设置进气部，进气部具有进气通道，进气部的侧壁开设有多个进气孔，容料空间与进气通道通过进气孔连通。以使氮气通过进气口通入到进气通道，进气通道内的氮气通过多个进气孔进入到容料空间，通过多个进气孔向容料空间内通入氮气，通过多个进气孔进入到容料空间内的氮气较为分散，能够均匀地分散到容料空间内的各个位置，使得氮气与容料空间内的氮化铝前驱体颗粒接触均匀，且分散到容料空间内的各个位置的氮气能够将容料空间内各个位置所产生的一氧化碳带走，从而使得氮气与氮化铝前驱体颗粒碳热还原反应完全，得到纯度高、均匀性好的氮化铝粉体，无需采用目前通过增加反应时间以及加大氮气的通入量的解决方式，从而能够减少氮气的使用量以及缩短反应时间，以降低氮化铝合成炉的功耗，氮气使用量较现有技术下降40%，设备功耗下降20%，降低生产成本，进而使得通过氮化铝合成炉合成氮化铝粉体的经济性好。
附图说明
[0019]图1为本申请实施例公开的一种氮化铝合成炉用反应舟的示意图；
[0020]图2为本申请实施例公开的一种氮化铝合成炉用反应舟的部分结构示意图；
[0021]图3为本申请实施例公开的一种氮化铝合成炉用反应舟的部分另一结构示意图。
[0022]其中：壳体100、进气口110、承料板120、进气部200、进气通道210、进气孔220、容料空间300、氮化铝前驱体颗粒400。
具体实施方式
[0023]为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
[0024]需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化铝合成炉用反应舟，其特征在于，包括壳体（100）和进气部（200），所述壳体（100）底部中心位置处开设有进气口（110），所述进气部（200）具有进气通道（210），所述进气通道（210）的一端为开口端，另一端为密封封闭端，所述进气部（200）的侧壁开设有多个进气孔（220），所述开口端与所述进气口（110）连接且连通，且所述进气部（200）位于所述壳体（100）内，所述进气部（200）与所述壳体（100）之间形成容料空间（300），所述容料空间（300）与所述进气通道（210）通过所述进气孔（220）连通。2.根据权利要求1所述的一种氮化铝合成炉用反应舟，其特征在于，在竖直向下的方向上，所述进气孔（220）自所述进气部（200）的侧壁向着所述容料空间（300）倾斜向下延伸设置。3.根据权利要求2所述的一种氮化铝合成炉用反应舟，其特征在于，所述进气孔（220）的延伸方向与竖直方向之间形成的夹角大小为20
°
至50
°
。4.根据权利要求1所述的一种氮化铝合成炉用反应舟，其特征在于，所述壳体（100）底部倾斜设置有承料板（120），在竖直向上的方向上，所述承料板（120）自所述壳体（100）底部中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁振侠，李大海，成罗，宋嘉骏，
申请(专利权)人：宁夏北瓷新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：