反應(yīng)稀釋自蔓延法制備碳化硼超細(xì)粉

李月星 ，范明聰 ，王吉林 ，陳亞兵 ，谷云樂*

1.武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430205；2.桂林理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，廣西 桂林 541004

碳化硼是一種具有廣泛應(yīng)用前景的非氧化物輕元素材料。碳化硼最穩(wěn)定的晶相為菱面體結(jié)構(gòu)，主要是由強共價特性的B11C二十面體和C-B-C三原子單鏈構(gòu)成。正是硼和碳原子之間構(gòu)成的高穩(wěn)定共價鍵特性及其特殊的晶體結(jié)構(gòu)，使得碳化硼材料展現(xiàn)出一系列優(yōu)異的物化特性，例如密度低、熔點高、硬度高、熱膨脹系數(shù)低、高溫化學(xué)穩(wěn)定性良好、吸收中子能力強等。這些優(yōu)異的物化特性使得碳化硼材料在磨具、高性能工程陶瓷、防彈裝甲和切削刀具、核反應(yīng)堆控制棒和屏蔽材料等領(lǐng)域獲得了越來越多的應(yīng)用［1-3］。

目前，碳化硼的制備方法主要有電弧爐及碳管爐碳熱還原法、直接化學(xué)合成法、機(jī)械合金化法、高溫自蔓延合成法（self-propagation high-temperature synthesis，SHS）、激光化學(xué)氣相反應(yīng)法、溶膠-凝膠法和溶劑熱法等。其中工業(yè)化生產(chǎn)碳化硼一般是采用碳熱還原法，該生產(chǎn)過程對環(huán)境的污染嚴(yán)重。碳熱還原法生產(chǎn)的碳化硼晶粒粗大，需要經(jīng)過二次粉碎，由于粉碎加工難度大，分級獲得的超細(xì)粉不僅成本高、而且一般游離碳等雜質(zhì)成份高，品質(zhì)差。隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，對碳化硼材料的純度、粒度和活性都提出了更高的要求和技術(shù)指標(biāo)。本研究組近幾年利用反應(yīng)稀釋的方法，來解決傳統(tǒng)自蔓延高溫合成法的不足之處，包括反應(yīng)不容易控制、產(chǎn)品燒結(jié)和團(tuán)聚等?！?br>