[发明专利]回转窑法合成硅氮化物的方法

说明书

本发明公开了一种回转窑法合成硅氮化物的方法，包括：由回转窑主体上的固体粉末入料口喷入含硅粉末；由回转窑主体上的氮气入口通入氮气；氮气和含硅粉末在回转窑主体内进行自蔓延反应，生成氮化物。本发明的回转窑法合成硅氮化物的方法可以实现硅氮化物的大量连续合成。

技术领域

本发明涉及氮化物合成领域，进一步涉及一种回转窑法合成硅氮化物的方法。

背景技术

氮化物尤其是硅氮化物，在工业上应用广泛。例如，氮化硅，其具有多种优良性能，耐磨损、自润滑、高温抗氧化等，可以用来制备耐高温部件，传热部件，耐磨损材料等等。

自蔓延技术是利用化学反应自身放热合成材料的一种方式，由于通过化学反应自身放热就能延续反应进行，不用外加热源即可持续反应，因而受到产业界的青睐。

回转窑作为一种氮化物合成反应器，在微正压状态下，反应物连续入炉、合成反应连续进行、产物连续出炉。是一种高效节能的合成设备。

现有氮化物的合成反应器主要为密闭反应器。有些需要在高压状态下进行(如高压自蔓延法)；有些需要进行加热，能耗很高(如真空电阻炉法)。现有方法为间歇生产法，生产效率低，亟需整体性设备和工艺改进。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种回转窑法合成硅氮化物的方法，至少部分解决上述问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供一种回转窑法合成硅氮化物的方法，其中包括：

由回转窑主体上的固体粉末入料口喷入含硅粉末；

由回转窑主体上的氮气入口通入氮气；

所述氮气和含硅粉末在回转窑主体内进行自蔓延反应，生成硅氮化物。

在进一步的实施方案中，在向回转窑主体内喷入含硅粉末和氮气之前，用可燃气体对回转窑主体内部进行加热至设定温度，去除内部的水分和氧气。

在进一步的实施方案中，含硅粉末喷入回转窑主体内时的质量流量为1-4500kg/h。

在进一步的实施方案中，氮气通入回转窑主体内时的流量为1-4800Nm³/h。

在进一步的实施方案中，优选的氮气通入回转窑主体内时的流量为2000-3000Nm³/h。

在进一步的实施方案中，含硅粉末的粒径为0.1μm-100μm。

在进一步的实施方案中，进行所述自蔓延反应时所述回转窑保持100Pa-1000Pa的微正压气氛。

在进一步的实施方案中，还包括对由回转窑主体内输出的硅氮化物经冷却系统进行循环水冷却。

在进一步的实施方案中，含硅粉末为硅粉末或者硅铁粉末。

(三)有益效果

本发明的硅氮化物通过回转窑法进行制备，可以实现硅氮化物的大量连续合成；

本发明的通过在物料入口处通过脉冲气动方式以设定流量入料，布料均匀，供粉速度可调，无粉尘泄漏；

本发明的方法为采用微正压自蔓延反应法，反应时不用进行加热，可以节省能源。

本发明的方法对于制备硅氮化物效果尤其显著，可以实现高效、高质量、低能耗的硅氮化物制备。

附图说明

图1是本发明实施例的回转窑法合成硅氮化物的方法流程图。