[实用新型]一种生产无定形硼用自蔓延反应器

说明书

本实用新型公开一种生产无定形硼用自蔓延反应器，其特征在于，包括釜盖(1)、与釜盖(1)配合的釜体(11)、点火装置、釜体内衬、冷却夹套，其中釜盖(1)与釜体(11)通过铰链连接，并通过密封装置密封；本实用新型的优点在于本装置在结构上针对自蔓延高温合成无定形硼的反应进行了优化，既满足自蔓延反应发生的要求，又可以在反应完成后迅速降低反应体系压力，并提高了降温的速度，最大限度减少副反应的发生，有利于反应充分进行，同时生成的无定形硼杂质少，结晶硼比例低。

技术领域

本实用新型涉及一种适合于以自蔓延高温合成方式生产无定形硼的自蔓延反应器。

背景技术

无定形硼粉的生产的一种方法是使用自蔓延高温合成法：将金属镁和氧化硼等磨成细粉混合，将混合物的一小部分进行加热，达到某个温度后，此部分发生剧烈的放热反应，反应放出的热量加热混合物的相邻部分达到反应温度，形成不断蔓延的反应，瞬时温度可以达到1800K，最终主要生成单质硼和氧化镁。新生成的单质硼的结晶形态，在约1000℃以下为非晶态，即无定形硼，在约(1000～1300)℃下为α相结晶硼，在约1300℃以上为β相结晶硼。因此，采用自蔓延高温合成法生产无定形硼，其中一个重要因素是如何在短时间内将热量快速导出，以防无定形硼在高温下转变成结晶硼。

此外，在1800K温度下，反应体系的一部分物料会气化形成蒸汽，产生副反应，形成难以处理的杂质相，副反应的发生程度和气化产生的压力直接相关，因此采用自蔓延高温合成法生产无定形硼的另一个重要因素是第一时间排放掉多余的压力，尽量避免发生副反应。

目前自蔓延反应器设计的方向，通常是利用自蔓延技术达到反应所需的高温，在反应完成并达到指定时间之前尽量保温，有时还需要高压。例如专利CN 202237974 U报道了一种自蔓延合成装置，专利CN 207357127 U公开了一种自蔓延高温合成新材料的装置，专利CN 207511831 U报道了一种为合成氮化铝设计的高温高压自蔓延反应装置，专利CN106116588 A报道了一种自蔓延高温合成装置等，但以上装置的设计方向和自蔓延高温合成法生产无定形硼所需的设计方向相差较远。

实用新型内容

本实用新型是以自蔓延高温合成法生产无定形硼为目的的自蔓延反应器进行的优化；

一种生产无定形硼用自蔓延反应器，包括釜盖1、与釜盖1配合的釜体11、点火装置、釜体内衬、冷却夹套，其中釜盖1与釜体11通过铰链连接，并通过密封装置密封；所述釜盖1上方装有冷却水夹套，第一冷却水入口6在釜盖1 的侧面，第一冷却水出口5在釜盖1的顶端，釜盖1上设有压力传感器2、真空抽气管3、保护氩气管、罐盖法兰7以及泄压管4，上述压力传感器2、真空抽气管3、保护氩气管以及泄压管4均穿过冷却水夹套；所述压力传感器2联锁泄压管4末端的球阀，所述釜体11侧壁及底面装有水冷夹套，即釜体11上设有第二冷却水入口111、第二冷却水出口114以及法兰113，所述点火装置由电极 12和电热丝组成，电极12装在釜体11侧壁上端，通过密封填料、密封垫和螺母连接，电极深入釜体的一端装有接线柱121，接线柱121连接电热丝。

所述通过密封装置密封具体为用螺栓将密封环压紧在釜体出口的密封槽上进行密封。

所述压力传感器2、真空抽气管3、保护氩气管以及泄压管4的管道或接口于釜内的一端设有挡板，防止高温物料直接冲击烧蚀。

所述釜体11侧壁及底面装有水冷夹套，为增大散热效率，釜体11内部底面为波纹板；釜体内衬底面为配合釜体内部底面的波纹板。

所述铰链包括开口销13、铰链副14和销钉15。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的优点在于本装置在结构上针对自蔓延高温合成无定形硼的反应进行了优化，既满足自蔓延反应发生的要求，又可以在反应完成后迅速降低反应体系压力，并提高了降温的速度，最大限度减少副反应的发生，有利于反应充分进行，同时生成的无定形硼杂质少，结晶硼比例低。