β-SiC微粉的分級(jí)與純化工藝研究.pdf

1、β-SiC具有高強(qiáng)度、高硬度、抗高溫氧化性、高化學(xué)穩(wěn)定性、高導(dǎo)熱性和低熱膨脹系數(shù)等多方面的卓越性能，引起各國(guó)科學(xué)家的廣泛研究。通過(guò)理論研究和實(shí)驗(yàn)探索，西安科技大學(xué)王曉剛教授等人發(fā)明了一種制備β-SiC微粉和晶須的新技術(shù)，并且可用該技術(shù)規(guī)模化制備β-SiC微粉。然而，該方法制備出的β-SiC微粉初產(chǎn)物粒度范圍寬，各個(gè)粒級(jí)堆垛在一起，并且含有SiO2、石墨、無(wú)定形碳以及鐵、鎂、鈣等雜質(zhì)，不能滿足市場(chǎng)對(duì)于β-SiC微粉的要求。因此，期望通過(guò)合

2、理的分級(jí)與純化工藝方法得到能夠應(yīng)用于工業(yè)中的大批量粒度分布范圍窄的優(yōu)質(zhì)β-SiC微粉產(chǎn)品。 首先，本文對(duì)影響分級(jí)與純化效果的微粉團(tuán)聚現(xiàn)象、微粉“復(fù)顆粒”、粗顆粒雜質(zhì)等因素進(jìn)行了研究。確定了分散β-SiC微粉的最佳分散劑為V1，分散劑的最佳用量為固含量的0.5％；對(duì)微粉初產(chǎn)物進(jìn)行球磨以打開微粉復(fù)顆粒：并通過(guò)篩分對(duì)β-SiC微粉初產(chǎn)物進(jìn)行初步除雜。 其次，結(jié)合國(guó)內(nèi)外分級(jí)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，以垂直上升流理論、液固兩相流水平溢流理論、離心

3、沉降理論、濕法篩分及平衡軌道等理論為依據(jù)，設(shè)計(jì)了一種新型濃縮過(guò)濾分級(jí)機(jī)。采用該分級(jí)機(jī)能夠有效分離出14μm以上不同級(jí)別的β-SiC微粉顆粒，且分級(jí)精度和效率較高。對(duì)三足離心機(jī)進(jìn)行分級(jí)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明該分級(jí)機(jī)可以有效分離出0～1μm、0～2μm、0～3μm等級(jí)別的微粉顆粒。因此，結(jié)合濃縮過(guò)濾分級(jí)機(jī)和三足離心機(jī)的特點(diǎn)，將兩種分級(jí)機(jī)聯(lián)合起來(lái)對(duì)β-SiC微粉進(jìn)行分級(jí)，最終確定了分級(jí)工藝路線。 再次，通過(guò)靜態(tài)煅燒法、功能性提純爐除碳法、浮選

4、法三種除碳方法的比較，將靜態(tài)煅燒法和浮選法相結(jié)合除石墨及無(wú)定形碳，以獲得小批量、高純度的β-SiC微粉；將功能性提純爐除碳法和浮選法相結(jié)合除石墨及無(wú)定形碳，以獲得大批量、純度為99％的β-SiC微粉。通過(guò)酸洗和水洗相結(jié)合工藝除去微粉中的SiO2、游離Si、Fe2O3、CaO、Al2O3等雜質(zhì)，選擇氫氟酸、試劑A、試劑B進(jìn)行酸洗處理，利用自來(lái)水和蒸餾水進(jìn)行水洗處理。通過(guò)烘干和二次球磨工藝得到最終微粉產(chǎn)品。 最后通過(guò)粒度測(cè)試、XRD