[发明专利]一种由氧化铝制备碳化铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳热还原氧化铝制备碳化铝的方法，具体涉及一种由氧化铝制备碳化铝的方法，属于火法冶金技术领域。

背景技术

碳化铝是一种淡黄棕色、坚硬、透明的菱形六面体的晶体，熔点2100℃。碳化铝是金属铝工业技术领域中的一种重要的化合物，在冶金工业用于还原金属氧化物，在化学工业用作化学反应催化剂，在陶瓷行业用于制氮化铝作高温、切割和模具及机械部件等高级陶瓷材料。另外，碳化铝作为添加剂可以增强合成材料及合金（Al-Al₄C₃，Al-SiC-Al₄C₃，Al-Al₃Ti-Al₄C₃等）的强度。

目前，碳化铝一般通过纯铝与碳反应制备，还没有应用于工业实践的成熟工艺。

发明内容

为解决工业制备碳化铝的工艺方法，本发明提供一种由氧化铝制备碳化铝的方法，通过采用工业纯氧化铝为原料、石墨为还原剂，制得碳化铝，通过下列技术方案实现。

一种由氧化铝制备碳化铝的方法，经过下列各步骤：

A．按氧化铝和石墨的质量比为3～5︰1取氧化铝和石墨，并将其混合均匀，在3～10Mpa的压力下制成块状物； 

B．将步骤A所得块状物料置于真空下，维持压力为1～200Pa，经过60～120min升温至1450～1600℃，再保温30～120min，待冷却后即得到碳化铝。

所述步骤A的氧化铝为工业纯氧化铝粉。

所述步骤A制成的块状物大小为                                                20mm×10mm。

所得碳化铝纯度在90%以上，最高可达96.38%。

本发明具有下列优点：

（1）真空环境下完成，所得碳化铝纯净无杂质，反应生成气体易控制；

（2）采用氧化铝和石墨碳作为反应物料，反应物料较易获得，成本低；

（3）制备碳化铝工艺流程短、清洁无污染，且操作简便。

附图说明

图1为本发明实施例1所得碳化铝的X射线衍射（XRD）图谱；

图2为本发明实施例1所得碳化铝的扫描电子显微镜（SEM）的照片。

具体实施方式

下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实例并不限制本发明的保护范围。

实施例1

A．按工业纯氧化铝粉和石墨的质量比为3︰1取氧化铝和石墨共80g，并将其混合均匀，在3Mpa的压力下制成20mm×10mm块状物；

B．将步骤A所得块状物料置于真空下，维持压力为50Pa，经过120min升温至1550℃，再保温60min，待冷却后即得到碳化铝41.8g，经SEM、EDS分析碳化铝纯度达90%以上。

实施例2

A．按工业纯氧化铝粉和石墨的质量比为5︰1取氧化铝和石墨共60g，并将其混合均匀，在8Mpa的压力下制成20mm×10mm块状物；

B．将步骤A所得块状物料置于真空下，维持压力为200Pa，经过60min升温至1600℃，再保温120min，待冷却后即得到碳化铝34.6g，碳化铝纯度达94.57%以上。

实施例3

A．按工业纯氧化铝粉和石墨的质量比为4︰1取氧化铝和石墨共80g，并将其混合均匀，在10Mpa的压力下制成20mm×10mm块状物；

B．将步骤A所得块状物料置于真空下，维持压力为1Pa，经过80min升温至1450℃，再保温30min，待冷却后即得到碳化铝42.6g，碳化铝纯度达92.43%以上。