[实用新型]一种用于制备碳化硼的装置

说明书

本实用新型提供了一种用于制备碳化硼的装置，属于陶瓷材料制造设备领域。用于制备碳化硼的装置包括：真空气氛炉、第一反应器以及第二反应主体。真空气氛炉内具有炉膛，真空气氛炉设置有与炉膛连通的连接管，炉膛内具有发热体；第一反应器设置于炉膛内，第一反应器包括可拆卸连接的第一反应主体和顶盖。第二反应主体设置于第一反应主体内，且第二反应主体与第一反应主体间隙设置，第二反应主体与顶盖间隙设置，第二反应主体和第一反应主体分别用于放置碳源和硼源。利用该装置制备得到的碳化硼粒度分布均匀度较好。

技术领域

本实用新型涉及陶瓷材料制造设备领域，具体而言，涉及一种用于制备碳化硼的装置。

背景技术

作为一种具有极高硬度的超高温陶瓷材料，碳化硼(B₄C)被广泛应用于中子吸收防护、耐磨材料和轻质防弹装甲材料领域。市售的碳化硼粉体由于粒径较大且形貌不均匀，因此很难烧结致密。

超细碳化硼粉体具有更高的表面能，因此，以超细碳化硼粉体为原料，可以在更低的温度得到烧结致密的碳化硼制品。同时，粒径越小，陶瓷材料的晶界比例更高，增加了断裂时裂纹的扩展路径，从而有利于陶瓷材料断裂韧性的提高。为了制备高致密度、力学性能优异的碳化硼单相陶瓷制品，需要在烧结过程中以超细、形貌规则且均匀的高纯碳化硼粉体为初始粉料。

目前工业上主要以炭黑、石墨等为碳源，利用碳热还原法、镁热还原法制备碳化硼粉体。也有利用石墨烯为碳源，氧化硼(B₂O₃)或硼酸(H₃BO₃)等含硼化合物为硼源，利用碳热还原法制备了纳米级碳化硼粉体。但是这些方法都需要先将碳源与硼源混合形成混合粉体再进行煅烧。即使经过充分的混合，也可能存在混合不均的情况，得到的复合粉体中也会有局部碳过量或局部硼源过量的情况。复合粉体中成分的不均匀性，会导致生成的碳化硼粉体粒径分布不均匀。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于制备碳化硼的装置，利用该装置制备得到的碳化硼粒度分布均匀度较好。

本实用新型是这样实现的：

一种用于制备碳化硼的装置，包括：真空气氛炉、第一反应器以及第二反应主体。

真空气氛炉内具有炉膛，真空气氛炉设置有与炉膛连通的连接管，炉膛内具有发热体；

第一反应器设置于炉膛内，第一反应器包括可拆卸连接的第一反应主体和顶盖；

第二反应主体设置于第一反应主体内，且第二反应主体与第一反应主体间隙设置，第二反应主体与顶盖间隙设置，第二反应主体和第一反应主体分别用于放置碳源和硼源。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

第二反应主体设置于第一反应主体底壁的中部。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

第二反应主体的外壁与第一反应主体的内壁部分接触。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

第一反应主体和第二反应主体均为坩埚。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

第二反应主体的高度与第一反应主体的高度之比为2：2～5。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

第二反应主体的高度与第一反应主体的高度之比为2：3～4。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

发热体沿真空气氛炉的周向方向环设。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：