專利名稱：氧化鋁-碳化硅復(fù)合粉體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合粉體制備技術(shù)，具體來說是以含A1203， Si02的工業(yè)廢棄物和天然礦物 以及含碳材料等為原料，通過碳熱還原法合成氧化鋁一碳化硅復(fù)合粉體的技術(shù)。
背景技術(shù)：
由于氧化鋁具有優(yōu)良的抗渣侵蝕性能、高的熔點(diǎn)、硬度以及強(qiáng)度，而被廣泛地應(yīng)用于冶 金、玻璃以及化工等領(lǐng)域。碳化硅的熔點(diǎn)高、熱膨脹系數(shù)小、耐侵蝕和抗熱震性好，在冶金、 化工、電子以及建材等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。特別是使用上述兩種原料制備的復(fù)合材料具有更 優(yōu)良的抗熱震性能、抗渣侵蝕性能以及高溫強(qiáng)度和韌性。但在制備復(fù)合材料的過程中，常存 在引入物在基相中分散不夠均勻以及超微粉引入物價(jià)格昂貴等問題，從而易降低復(fù)合材料的 使用性能，提高其生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以含A1203, Si02的工業(yè)廢棄物和天然礦物以及含碳材料等為原料，通過調(diào)整原 料配比、加熱溫度、保溫時(shí)間及硅粉添加量等參數(shù)，利用碳熱還原反應(yīng)在高溫氣氛爐內(nèi)合成 氧化鋁一碳化硅復(fù)合粉體。其優(yōu)點(diǎn)在于制備工藝簡單，所用原料價(jià)格便宜，加工成本低，合 成的復(fù)合粉體性能好。
下面結(jié)合附圖以使用粉煤灰和碳黑原料為例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
圖1為Al203-Si02-C體系的優(yōu)勢(shì)區(qū)域圖。圖1中(a)為碳熱還原二氧化硅生成碳化硅的反 應(yīng)，艮口， Si02(s)+3C(s)=SiC(s)+2CO(g)，該反應(yīng)為主反應(yīng)；(b)為氧化鋁和碳黑的反應(yīng)，艮P， 2Al203(s)+9C(s)=Al4C3(s)+6CO(g)，該反應(yīng)為副反應(yīng)。其中，(I)區(qū)為Al203(s)+Si02(s)+C(s) 穩(wěn)定存在區(qū)域；(II)區(qū)為Al203(s)+SiC(s)+C(s)穩(wěn)定存在區(qū)域；(m)區(qū)為Al4C3(s)+SiC(s)+C(s)
穩(wěn)定存在區(qū)域。
粉煤灰中的A1203， SiCb和C在氣氛爐內(nèi)加熱過程中可能發(fā)生以下反應(yīng)
Si02(s)+C(S)=SiO(g)+CO(g) (1)
SiO(g)+2C(s)=SiC(s)+CO(g) (2)
Si02(s)+3C(s)=SiC(s)+2CO(g) (3)
Al203(s)+C(s)=Al202(g)+CO(g) (4)Al203(s)+2C(s)=Al20(g)+2CO(g) ^
2Al202(g)+7C(s)=Al4C3(s)+4CO(g) (6)
2Al20(g)+5C(s)=Al4C3(s)+2CO(g) (7)
2Al203(s)+9C(s)=Al4C3(s)+6CO(g) (8)
由式(1) (8)可知，A1203-Si02-C體系中的反應(yīng)過程復(fù)雜，如果控制不好加熱溫度、爐內(nèi)氣氛
以及碳加入量等，原料中的Al203有可能被還原成AUC3。
因此，若要獲得氧化鋁一碳化硅復(fù)合粉體，需要在加熱過程中控制爐內(nèi)CO壓力、選擇 合適的加熱溫度以及調(diào)整其他工藝參數(shù)等。
圖2為碳熱還原法合成氧化鋁一碳化硅復(fù)合粉體的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
以粉煤灰和碳黑為原料，配料組成n(C)/n(Si02)(配碳量)為1.0-6.0, Ar氣流量為0.5-2.0 L/min，煅燒溫度為1200~2000°C，恒溫時(shí)間為2~12h，可以合成出性能良好的氧化鋁一碳化 硅復(fù)合粉體。
實(shí)施例2:
以葉蠟石和無煙煤為原料，配料組成n(C)/n(Si02)(配碳量)為1.0 6.0，N2氣流量為0.5~2.0 L/min,煅燒溫度為1200~2000°C，恒溫時(shí)間為2~12h，可以合成出性能良好的氧化鋁一碳化 硅復(fù)合粉體。
權(quán)利要求
1. 一種氧化鋁—碳化硅復(fù)合粉體的制備方法，其特征在于以含Al2O3，SiO2的工業(yè)廢棄物和天然礦物以及含碳材料等為原料，通過碳熱還原法制備氧化鋁—碳化硅復(fù)合粉體。
全文摘要
本發(fā)明屬于復(fù)合粉體制備技術(shù)，具體來說是以含Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，SiO<sub>2</sub>的工業(yè)廢棄物和天然礦物以及含碳材料等為原料，通過調(diào)整原料配比、加熱溫度、保溫時(shí)間及硅粉添加量等參數(shù)，利用碳熱還原法在高溫氣氛爐內(nèi)合成氧化鋁-碳化硅復(fù)合粉體。其優(yōu)點(diǎn)在于制備工藝簡單，所用原料價(jià)格便宜，且合成的復(fù)合粉體性能好。
文檔編號(hào)C01F7/02GK101423235SQ200810229050
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者翟玉春, 馬北越 申請(qǐng)人:東北大學(xué)