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一种采用立式冶炼炉制备碳化硼粉体的方法技术

技术编号:40917838 阅读:19 留言:0更新日期:2024-04-18 14:44
一种采用立式冶炼装置制备碳化硼粉体的方法,包括以下方法步骤:S1、称取硼源材料与碳源材料;S2、混合均匀后获得冶炼原料;S3、炉体的炉顶加装炉顶封闭罩后插入石墨电极,并与底板阀接触;S4、将冶炼原料装入炉体后,对冶炼原料进行加热;S5、通过自动升降装置对石墨电极进行提升,动态调整石墨电极的插入深度;S6、将冶炼原料进行加热至1900~2300℃后,即可得到碳化硼材料;S7、通过底部卸料装置取出;S8、破碎研磨,水洗过滤,分级干燥后得到碳化硼粉体。本发明专利技术工艺简单,升温速度快,可以规模化生产等优点,且制品纯度高、结晶性好、粒度均匀,并且质量稳定可控制,满足工程陶瓷领域对碳化硼粉体的质量要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳化硼材料制备领域,具体提供了一种采用立式冶炼装置制备碳化硼粉体的方法。


技术介绍

1、碳化硼(b4c),别名黑钻石,具有高熔点、高强度、低密度、大中子捕获面以及优良的热学性能、电学性能和抗化学侵蚀能力,是继金刚石、立方氮化硼之后,最坚硬的物质,因此碳化硼被广泛的应用于机械研磨、耐火材料、工程陶瓷、核工业和军事等各种工业领域中。b4c的制备方法主要有元素直接合成法、碳热还原合成法、自蔓延高温合成法(用镁作为引发剂)、化学气相沉积法(cvd)、溶胶-凝胶法、机械合金化法以及前驱体裂解法等方法。目前碳化硼产业化制备主要是采用交流电弧炉碳热还原法,通常用硼酸或硼酐为原料,碳为还原剂,在交流电弧炉中利用三相交流电,通过石墨电极的导电传热进行高温还原反应,过程中化学反应方程式为:

2、2b2o3+7c=b4c+6co

3、4h3bo3+7c=b4c+6co+6h2o

4、交流电弧炉碳热还原法制备碳化硼,所需设备结构简单、占地面积小、建成速度快,但是该工艺存在以下缺点:1、冶炼温度与制程不可控,热量损失严重,炉区温差大本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种采用立式冶炼装置制备碳化硼粉体的方法,其特征在于,所述制备方法基于一种密封的具有移动式电极和底部卸料装置的立式直流电阻加热的冶炼装置,该冶炼装置包括炉体(1)、炉顶封闭罩(2)、排气装置(10)、卸料装置(5)、供电装置(6)以及石墨电极(3);其包括以下方法步骤:

2.根据权利要求1所述的采用立式冶炼装置制备碳化硼粉体的方法,其特征在于,所述步骤S1中的硼源材料为氧化硼、硼酸中的一种或按任意比例混合的多种,碳源材料为焦炭、活性炭、石油焦或石墨中的一种或按任意比例混合的多种。

3.根据权利要求1所述的采用立式冶炼装置制备碳化硼粉体的方法,其特征在于,所述步...

【技术特征摘要】

1.一种采用立式冶炼装置制备碳化硼粉体的方法,其特征在于,所述制备方法基于一种密封的具有移动式电极和底部卸料装置的立式直流电阻加热的冶炼装置,该冶炼装置包括炉体(1)、炉顶封闭罩(2)、排气装置(10)、卸料装置(5)、供电装置(6)以及石墨电极(3);其包括以下方法步骤:

2.根据权利要求1所述的采用立式冶炼装置制备碳化硼粉体的方法,其特征在于,所述步骤s1中的硼源材料为氧化硼、硼酸中的一种或按任意比例混合的多种,碳源材料为焦炭、活性炭、石油焦或石墨中的一种或按任意比例混合的多种。

3.根据权利要求1所述的采用立式冶炼装置制备碳化硼粉体的方法,其特征在于,所述步骤s2中的冶炼原料混匀后研磨,得到充分细化的冶炼原料。

4.根据权利要求1所述的采用立式冶炼装置制备碳化硼粉体的方法,其特征在于,所述步骤s8中水洗过滤2~4次。

5.根据权利要求1所述的采用立式冶炼装置制备碳化硼粉体的方法,其特征在于,所述的立式直流电阻加热的冶炼装置包括炉体(1)、炉顶封闭罩(2)、排气装置(10)、卸料装置(5)、供电装置(6)以及石墨电极(3),炉体(1)上部侧壁上对称装有2个与炉体(1)内部相连通的排气装置(10),炉体(1)上部炉顶上装有炉顶封闭罩(2),炉顶封闭罩(2)上对称装有2个与炉体(1)内部相连通的加料槽(9),炉顶封闭罩(2)中心插装有石墨电极(3),位于炉顶封闭罩(...

【专利技术属性】
技术研发人员:马成良王成春李斯臧东营于勇李祥尹子杨石武阳王安修
申请(专利权)人:郑州大学
类型:发明
国别省市:

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