[实用新型]一种碳化硼的制备装置

说明书

本实用新型提供了一种碳化硼的制备装置，属于陶瓷材料制造设备领域。一种碳化硼的制备装置，包括：真空气氛炉、第一反应主体、第二反应主体以及承载件。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。第一反应主体设置于炉膛内，第一反应主体具有第一容置腔，第一反应主体用于放置硼源。第二反应主体具有第二容置腔，第二反应主体倒置于第一反应主体上以使得第一容置腔和第二容置腔连通。承载件开设有通孔，承载件固定于第一反应主体和第二反应主体之间以将第一容置腔和第二容置腔隔开，承载件上用于放置碳源。该装置能制备得到粒度分布均匀度较好的碳化硼。

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，涉及一种碳化硼的制备装置。

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碳化硼的制备装置，该装置能制备得到粒度分布均匀度较好的碳化硼。

本实用新型是这样实现的：

一种碳化硼的制备装置，包括：真空气氛炉、第一反应主体、第二反应主体以及承载件。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。

第一反应主体设置于炉膛内，第一反应主体具有第一容置腔，第一反应主体用于放置硼源；

第二反应主体具有第二容置腔，第二反应主体倒置于第一反应主体上以使得第一容置腔和第二容置腔连通；

承载件开设有通孔，承载件固定于第一反应主体和第二反应主体之间以将第一容置腔和第二容置腔隔开，承载件上用于放置碳源。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

承载件开设有多个通孔，通孔间隔均匀分布。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

通孔与承载件的面积之比为1:4～10。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

通孔的个数大于10且小于20个。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

承载件为石墨薄膜。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

第二反应主体的底部开设有通气孔。

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。