[发明专利]一种氮化硅粉末的制备方法及其设备

说明书

本发明公开了一种氮化硅粉末的制备方法及其设备，包括对硅粉原料的输送，在反应箱的内部通入氮气，利用二氧化碳激光器对硅粉原料进行照射处理，硅粉和氮气产生光化学反应，得到氮化硅粉末，涉及化学合成技术领域，本发明是通过采用二氧化碳激光器发射二氧化碳激光，对硅粉进行照射，由于硅材料在10.7μm处有一个很强的红外吸收谱，通过二氧化碳激光10.6μm波长符合硅的吸收峰，利用硅材料10.7μm的吸收峰吸收二氧化碳激光的能量，在含有充分氮气的反应箱中产生光化学反应，得到氮化硅粉末，相较于现有技术，在大幅度提高氮化硅粉末制备效率的同时，降低了氮化硅粉末的制备成本，进而有效提高氮化硅粉末的制备生产效率。

技术领域

本发明涉及化学合成技术领域，具体为一种氮化硅粉末的制备方法及其设备。

背景技术

氮化硅材料是一种新的具有应用潜力的高热导填料，其硬度高、耐磨损、弹性模量大、强度高、耐高温、热膨胀系数小、导热系数大、抗热震性能好、密度低、比重小、抗氧化、抗化学腐蚀，其性能可以与合金相媲美，在化工、纺织、航空航天、冶金、机械、石油、交通等领域具有广阔的应用前景。

目前对于氮化硅材料的合成大多数采用化学方法，将氮化硅的合成材料投入电真空反应炉中，在1400℃的环境下，经过70多个小时连续反应，得到氮化硅产品，而且得到的氮化硅产品是块状的，还需要经过破碎，再研磨、烘干才能得到氮化硅的粉料产品，整个制备过程较长；

现有中国发明专利公开号CN106810267A中提出了一种高纯氮化硅粉末的制备方法，以二氧化硅为原料、水溶性淀粉为碳源、纳米氮化硅为烧结助剂，在常压下与氨气/氢气混合气反应制备得到高纯氮化硅粉末，但是采用该方法制备氮化硅粉末，一方面制备原料的成本较高，提高了氮化硅粉末的制备成本，同时整个制备过程复杂，制备效率较低，另一方面无法实现对氮化硅粉末的连续性制备，无法适用对于氮化硅粉末的批量生产，降低了氮化硅粉末的生产效率。

为解决上述问题，本发明提出一种氮化硅粉末的制备方法，在大幅度提高氮化硅粉末制备效率的同时，降低了氮化硅粉末的制备成本，另外还提供了制备氮化硅粉末的生产设备，实现对于氮化硅粉末的连续性生产。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种氮化硅粉末的制备方法及其设备，解决了现有技术中制备氮化硅粉末的原料成本较高，无法实现对氮化硅粉末的连续性制备，降低了氮化硅粉末生产效率的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种氮化硅粉末的制备方法，包括以下步骤：

第一步、将经过0.1μm粒径的硅粉加入投料罐中，转动调节螺杆使活动架在机架的一侧向下滑动，直至二氧化碳激光器的输出端进入通孔的内部；

第二步、直线电机带动导料管一滑移至投料罐的正下方，伺服电缸三带动导料管一的顶端插入投料罐内部，挡料板在圆弧槽的内部进行转动，使投料罐内部的上下方连通，投料罐内部上方的硅粉落入分料板的下方，挡料板复位，打开投料罐内部电磁阀开关，分料板下方的硅粉落入导料管一的内部，接着硅粉落入导料管二的内部；

第三步、直线电机带动送料架滑移至反应盘的上方，伺服电缸二推动导料管二下降至反应槽的内部，打开导料管二内部电磁阀开关，将导料管二内部的原料送至反应槽的内部；

第四步、向反应箱的内部通入氮气，使反应箱的内部充满氮气，接着二氧化碳激光器发射二氧化碳激光对反应槽内部的硅粉进行照射，硅粉的温度升至1300℃，硅粉和氮气产生光化学反应，得到氮化硅粉末；

第五步、在得到氮化硅粉末后，反应盘在滑杆的推动下向右侧滑移，直至反应盘的一侧进入集料管的内部，接着滑杆的一端进入安装槽的内部，此时连接杆的一端推动推料板将反应槽中的氮化硅粉末推入集料管的内部，完成对氮化硅粉末的收集。