一种碳化硼冶炼装置及碳化硼的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107954718A(43)申请公布日2018.04.24(21)申请号201711291391.7F27B14/06(2006.01)(22)申请日2017.12.08F27B14/08(2006.01)F27B14/14(2006.01)(71)申请人中国科学院青海盐湖研究所F27D1/18(2006.01)地址810008青海省西宁市新宁路18号F27D7/02(2006.01)申请人青海崟成硼业科技有限公司(72)发明人彭正军祝增虎王成春臧东营孙庆超诸葛芹李法强上官雪慧杨国威吴康(74)专利代理机构深圳市铭粤知识产权代理有限公司44304代理人孙伟峰(51)Int.Cl.C04B35/563(2006.01)C04B35/626(2006.01)F27B14/04(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图3页(54)发明名称一种碳化硼冶炼装置及碳化硼的制备方法(57)摘要本发明公开了一种碳化硼冶炼装置，包括由耐火砖砌成的包括底板以及围合在底板四周的侧壁的冶炼炉体，冶炼炉体的顶部具有一开口，用于扣合具有排气孔的下沉式盖板；冶炼炉体内填充有冶炼原料；冶炼炉体的相对的两个侧壁上分别插设有正极和负极，正极和负极均贯穿至冶炼炉体的内部并端部相对，用以接通电源对冶炼原料进行加热冶炼，下沉式盖板随冶炼原料的物相转变而逐渐下沉。本发明还公开了基于上述碳化硼冶炼装置的碳化硼的制备方法。根据本发明的碳化硼冶炼装置通过近密闭高温处理方法制备碳化硼，减少了杂质污染，产品结晶性好，获得的碳化硼产品主含量大于95％，产品分级后达到磨料要求，满足研磨行业或工程陶瓷领域对碳化硼粉体的质量要求。CN107954718ACN107954718A权利要求书1/1页1.一种碳化硼冶炼装置，其特征在于，包括由耐火砖砌成的冶炼炉体，所述冶炼炉体包括底板以及围合在所述底板四周的侧壁，所述冶炼炉体的顶部具有一开口，所述开口上扣合有一下沉式盖板，所述下沉式盖板上具有排气孔；所述冶炼炉体的相对的两个侧壁上分别插设有正极和负极，所述正极和所述负极均贯穿至所述冶炼炉体的内部并端部相对；所述冶炼炉体内部填充有冶炼原料；所述正极和所述负极用于接通电源以对所述冶炼原料进行加热冶炼，所述下沉式盖板随所述冶炼原料的物相由固相转变为液相的过程中逐渐下沉。2.根据权利要求1所述的碳化硼冶炼装置，其特征在于，所述底板上还铺设有煤渣层，所述煤渣层用于导通所述正极和所述负极。3.根据权利要求1或2所述的碳化硼冶炼装置，其特征在于，所述冶炼炉体和所述下沉式盖板外部均覆盖有保温层。4.根据权利要求3所述的碳化硼冶炼装置，其特征在于，所述保温层外覆盖有密闭层。5.根据权利要求4所述的碳化硼冶炼装置，其特征在于，所述底板上开设有导气孔，所述导气孔用于向所述冶炼炉体内部通入冶炼惰性气体。6.根据权利要求5所述的碳化硼冶炼装置，其特征在于，所述冶炼惰性气体为氮气或氩气。7.一种基于权利要求1-6任一所述的碳化硼冶炼装置的碳化硼的制备方法，其特征在于，包括步骤：S1、将硼源和碳源充分混合获得所述冶炼原料；所述硼源为硼酸和/或硼酐，所述碳源为石油焦、石墨、无定形碳、炭黑、活性炭中的至少一种；S2、将所述冶炼原料完全填充至所述冶炼炉体内，并将所述下沉式盖板盖合在所述冶炼原料上；S3、对所述正极和所述负极施加电压，以加热冶炼所述冶炼原料，获得碳化硼；其中，加热方式为在2h～20h内稳定缓慢升温至800℃～1000℃，然后在1h～6h内快速升温至1800℃～2000℃，最后稳定缓慢升温至2200℃～2400℃并保温1h～10h。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在加热冶炼所述冶炼原料的过程中，向所述冶炼炉体内通入冶炼惰性气体。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述冶炼惰性气体为氮气或氩气。10.根据权利要求7-9任一所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，当升温至2200℃～2400℃后，向所述冶炼炉体和所述下沉式盖板外部均覆盖保温层。11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，还向所述保温层外部覆盖密闭层。12.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碳化硼包括贴覆在所述底板上的碳化硼块体材料和充斥于所述冶炼炉体中部的碳化硼粉末材料；其中，所述碳化硼块体材料经破碎、酸洗、水洗、分级、干燥后包装，所述碳化硼粉末材料经筛分包装。2CN107954718A说明书1/8页一种碳化硼冶炼装置及碳化硼的制备方法技术领域[0001]本发明属于陶瓷材料技术领域，具体来讲，涉及一种碳化硼冶炼装置以及基于该冶炼装置的碳化硼的制备方法。背景技术[0002]碳化硼的晶格属于R3m空间点阵，晶格常数