[发明专利]一种Al8

说明书

本发明提供了一种Al₈B₄C₇粉体的制备方法，包括以下步骤：混料，将反应原料以及复合钠盐按配比混合均匀，得到混合粉料；其中：所述反应原料为Al粉、B₄C粉和C粉，上述原料的摩尔配比为5‑15：1‑3：6；所述复合钠盐为NaCl粉和NaF粉，其质量配比10：0.5‑6；反应原料与复合钠盐质量比为1：5‑10；将混合粉料进行煅烧得到煅烧物料，将煅烧物料进行后处理得到Al₈B₄C₇粉体。该制备方法大大简化了合成步骤，缩短了生产流程，而且烧成温度低，对设备要求低，能耗降低，可大大降低生产成本。

技术领域

本发明涉及无机非金属制备技术领域，特别地，涉及一种利用熔融复合钠盐制备Al₈B₄C₇粉体的方法。

背景技术

在Al-B-C三元系统中包含有Al₈B₄C₇、Al₃BC以及Al₃B₄₈C₂等多种碳合物，其中Al₈B₄C₇具有低密度(2.69g·cm^-3)、高稳定性(1830℃)、低热膨胀系数以及良好的抗氧化等性能，属于六方晶系，空间点阵为P63/mcm，晶格参数为： v＝480.43×0.1³nm³。目前，Al₈B₄C₇在高温结构材料领域具有广泛的应用前景，是最受关注的三元化合物之一。

Al₈B₄C₇有良好的抗氧化性能，抗水化性能，而且还具有如热稳定性好、强度高、密度低和热膨胀系数低等特点，在高温结构领域具有广泛的应用前景，常被用作含碳耐火材料的抗氧化添加剂。在高温条件下含碳耐火材料易被氧化，从而导致材料的性能降低，为了让耐火材料获得较高的使用性能，需要在含碳耐火材料中添加适当的抗氧化添加剂。Al₈B₄C₇作为一种新型的抗氧化添加剂，近年来越来越受到人们的关注。

目前Al₈B₄C₇的制备主要包括固相合成法和碳热还原法两种方法。

Inoue等用符合粒径、纯度要求的Al粉、B粉、C粉作为起始原料，以摩尔比为8:4:7(Al:B:C)配比，经充分混合后，在氩气气氛下，将样品升温至1400℃并保温15min，Al、 B与C反应生成Al₄C₃和B₄C中间化合物。继续将样品在氩气气氛下从1400℃升温至1830℃保温30min，成功制备出Al₈B₄C₇。

以上所用方法为固相合成法，固相合成法制备Al₈B₄C₇主要用单质化学试剂作为初始原料来合成，这种方法的缺点是成本高同时单质原料活性较高，不易保存和处理，纯度在60％以下，不利于Al₈B₄C₇大规模生产。

余毅等用符合粒径、纯度要求的Al粉、B₂O₃粉和C粉作为原料，将原料加入无水乙醇中充分润湿，再外加质量百分数为10-15％的热固性酚醛树脂共混4h，使原料混合均匀并充分细化，在50MPa压力下压制成圆柱形试样，然后在110℃下保温2h，在氩气气氛下制备Al₈B₄C₇。Al₈B₄C₇在1600℃时大量生成。