构与实施例1所述动态烧结装置的结 构基本相同，不同之处在于：炉管3的长度Ll为5m，加热炉4加热区的长度L2为4m，搅拌 片14的数量为3片，加热炉4的加热器件为感应式加热器件。
[0299] (Ti, 40Ta) (Ca9Nai)粉体的旋转式动态连续制备方法如下：
[0300] (1)配料
[0301] 原料为Ti粉体、Ta2O5粉体和炭黑粉，各原料占原料总质量的比例如下：
[0302] Ti 粉 20.5%
[0303] Ta2O5 粉体 63.2%
[0304] 炭黑粉 16.3%
[0305] (2)混料和干燥
[0306] 将步骤（1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体， 球料比（质量比）为10:1，加无水乙醇作为球磨介质，在球磨转速24r/min的条件下研磨分 散72小时，原料混合均匀，无水乙醇丙酮的加入量每Ikg原料粉体中加入1L，然后过筛分离 出研磨球体得混合浆料，将所得混合浆料置于烘箱内在70°C干燥4小时得混合粉料。
[0307] (3)烧结
[0308] 在封闭体系下烧结，操作与实施例3的步骤（3)相同，操作参数如下：
[0309] 设定旋转式动态连续烧结装置的支撑板12的倾斜角度Θ = 3°，从收集室5的 出气阀18抽真空至炉管3内的压力为IX KT2Pa,然后关闭出气阀18,继后打开螺旋送料机 2的进气阀19,从进气阀19通入氮气与氩气的混合气体，该混合气体中，氮气与氩气的体积 比为30:70,炉管3的旋转速度为6r/min，将炉管内的温度加热至2000°C，设定螺旋送料机 的旋转速度为lr/s，反应时间为2小时。
[0310] 实施例22
[0311] 本实施例中，旋转式动态连续烧结装置的结构与实施例1所述动态烧结装置的结 构基本相同，不同之处在于：炉管3的长度Ll为4m，加热炉4加热区的长度L2为3m。
[0312] (V，20Cr) (Ca7Na3)粉体的旋转式动态连续制备方法如下：
[0313] ⑴配料
[0314] 原料为V粉、Cr2O3粉体和炭黑粉，各原料占原料总质量的比例如下：
[0315] V 粉 60%
[0316] Cr2O3 粉体 22.4%
[0317] 炭黑粉 17.6%
[0318] ⑵混料和干燥
[0319] 将步骤（1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体， 球料比（质量比）为5:1，加无水乙醇作为球磨介质，在球磨转速24r/min的条件下研磨分 散72小时，原料混合均匀，无水乙醇丙酮的加入量每Ikg原料粉体中加入2L，然后过筛分离 出研磨球体得混合浆料，将所得混合浆料置于烘箱内在l〇〇°C干燥2小时得混合粉料。
[0320] (3)烧结
[0321] 在开放体系下烧结，操作与实施例1的步骤（3)相同，操作参数如下：
[0322] 设定旋转式动态连续烧结装置的支撑板12的倾斜角度Θ = 1〇°，通过进气阀19 以0. 8L/min的气体流速向炉管内充入氮气，炉管3的旋转速度为0. 2r/min，将炉管内的温 度加热至1450°C，设定螺旋送料机的旋转速度为lr/s，反应时间为2小时。
[0323] 实施例23
[0324] 本实施例中，旋转式动态连续烧结装置的结构与实施例1所述动态烧结装置的结 构基本相同，不同之处在于：炉管3的长度Ll为5m，加热炉4加热区的长度L2为4m，搅拌 片14的数量为3片，加热炉4的加热器件为石墨碳管炉加热器件。
[0325] (Ti, 40V) (Ca9Nai)粉体的旋转式动态连续制备方法如下：
[0326] (1)配料
[0327] 原料为Ti粉体、V2O5粉体和炭黑粉，各原料占原料总质量的比例如下：
[0328] Ti 粉 32.7%
[0329] V2O5粉体 41. 3%
[0330] 炭黑粉 26%
[0331] (2)混料和干燥
[0332] 将步骤（1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体， 球料比（质量比）为10:1，加无水乙醇作为球磨介质，在球磨转速24r/min的条件下研磨分 散72小时，原料混合均匀，无水乙醇丙酮的加入量每Ikg原料粉体中加入1L，然后过筛分离 出研磨球体得混合浆料，将所得混合浆料置于烘箱内在70°C干燥4小时得混合粉料。
[0333] (3)烧结
[0334] 在封闭体系下烧结，操作与实施例3的步骤（3)相同，操作参数如下：
[0335] 设定旋转式动态连续烧结装置的支撑板12的倾斜角度Θ = 3°，从收集室5的 出气阀18抽真空至炉管3内的压力为IX KT2Pa,然后关闭出气阀18,继后打开螺旋送料机 2的进气阀19,从进气阀19通入氮气与氩气的混合气体，该混合气体中，氮气与氩气的体积 比为30:70,炉管3的旋转速度为6r/min，将炉管内的温度加热至2000°C，设定螺旋送料机 的旋转速度为lr/s，反应时间为2小时。
【主权项】
1. (Ml，M2) (CxN1J粉体的旋转式动态连续制备方法，所述化学式（Ml，M2) (CxN1J中，Ml 为Ti、V、Cr中的一种，M2为Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Mn、镧系稀土元素中的至少一 种，Ml的质量占Ml和M2质量之和的60%~90%，且Ml和M2不为同一元素，x为0. 1~ 〇. 9,其特征在于工艺步骤如下： (1) 配料 制备（Ml，M2) (CxN1J粉体的原料为Ml与0的化合物粉体、M2与0的化合物粉体和还 原剂，Ml与0的化合物粉体的质量占原料总质量的26. 5~68. 9%，M2与0的化合物粉体 的质量占原料总质量的6. 7~55. 5%，还原剂的质量占原料总质量的15. 5~29. 5% ; 或制备（Ml，M2) (CxN1J粉体的原料为Ml粉体、M2与0的化合物粉体和还原剂，Ml粉 体的质量占原料总质量的20. 5~81. 7%，M2与0的化合物粉体的质量占原料总质量的 13. 0~63. 2%，还原剂的质量占原料总质量的5. 2~26% ; (2) 混料与干燥 将步骤（1)计量好的原料放入球磨机中，加入研磨球体和湿磨介质进行湿磨，使原料 混合均匀，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体 得混合浆料，将所得混合浆料干燥得制备（Ml，M2) (CxN1J粉体的混合粉料； (3) 烧结 烧结使用动态连续烧结装置，在开放体系下烧结或封闭体系下烧结，操作如下： 在开放体系下烧结：在炉管处于出料口低于进料口的倾斜状态以0. 1~3L/min的气体 流速向炉管内充入氮气或氮气与氩气的混合气体，然后使炉管旋转并加热炉管，当炉管内 的温度达到反应温度时，将步骤（2)所得混合粉料连续送入炉管中，混合粉料进入炉管后 以螺旋运动的形式通过炉管加热区完成反应形成反应产物，反应产物落入收集室，冷却后 即得（Ml，M2) (CxN1J粉体；制备（Ti, M2) (CxN1J粉体时，反应温度为1500~2000°C ;制备 (Cr, M2) (CxN1J 粉体或（V，M2) (CxN1J 粉体时，反应温度为 1000 ~1550°C ; 在封闭体系下烧结：在炉管处于出料口低于进料口的倾斜状态通过抽真空使炉管内的 压力为IX KT1~IX KT2Pa,然后向炉管内通入氮气或氮气与氩气的混合气体至炉管内的 压力为常压并使炉管为与大气隔离的封闭体系，继后使炉管旋转并加热炉管，当炉管内的 温度达到反应温度时，将步骤（2)得到的混合粉料连续送入炉管中，混合粉料进入炉管后 以螺旋运动的形式通过炉管加热区完成反应形成反应产物，反应产物落入收集室，冷却后 即得（Ml，M2) (CxN1J粉体；制备（Ti, M2) (CxN1J粉体时，反应温度为1400~2000°C ;制备 (Cr, M2) (CxN1J 粉体或（V，M2) (CxN1J 粉体时，反应温度为 1000 ~1450°C。2. 根据权利要求1所述（Ml，M2) (CxN1J粉体的旋转式动态连续制备方法，其特征在于 其特征在于炉管的长度（LI)为1. 5~6m，炉管的旋转速度为0. 5~50r/min。3. 根据权利要求1或2所述（Ml，M2) (C J1J粉体的旋转式动态连续制备方法，其特征 在于炉管的倾斜角度为0.5°~45°。4. 根据权利要求1或2所述（Ml，M2) (C Jh)粉体的旋转式动态连续制备方法，其特 征在于向炉管充入氮气与氩气的混合气体时，氮气的体积为氮气与氩气体积之和的30%~ 90%〇5. 根据权利要求1或2所述（Ml，M2) (C J1J粉体的旋转式动态连续制备方法，其特征 在于Ml与0的化合物粉体为TiO2粉体、Cr 203粉体、V 203粉体、V 205粉体中的一种，M2与0 的化合物粉体为TiO2粉体、Cr A粉体、V A粉体、V 205粉体、Ta 205粉体、Nb 205粉体、WO 3粉 体、MoO3粉体、MnO 2粉体、ZrO 2粉体、HfO 2粉体、镧系氧化物粉体中的至少一种。6. 根据权利要求1或2所述（Ml，M2) (C J1J粉体的旋转式动态连续制备方法，其特征 在于所述还原剂为石墨粉、炭黑粉、活性炭粉中的至少一种。7. -种用于权利要求1至6中任一权利要求所述方法的旋转式动态连续烧结装置， 其特征在于包括储料室（1)、螺旋送料机（2)、炉管（3)、炉管驱动机构、加热炉（4)、收集室 (5)、支撑架、螺纹式升降器（6)和托架（7)，所述螺旋送料机的出料端设置有进气阀（19)， 所述储料室顶部设置有密封盖（8)，下部设置有出料控制阀（9)，底部的出料口与螺旋送料 机连接，所述加热炉设置有加热器件（15)和热电偶（16)，所述收集室设置有出气阀（18)和 配有密封盖的取料口，收集室的入口设置有进料控制阀（17); 所述炉管（3)插装在加热炉（4)的炉膛内，炉管的进料端通过动密封轴承（10)与螺 旋进料机的出口连接，炉管的出料端通过动密封轴承（10)与收集室（5)连接，所述炉管驱 动机构由电机（11)和链传动副（22)组成，链传动副的主动链轮安装在电机（11)的动力输 出轴上，从动链轮安装在炉管上，链条套装在主动链轮和从动链轮上，所述支撑架由支撑板 (12)和与支撑板一端铰接的支架（13)构成，收集室（5)和炉管驱动机构中的电机（11)固 定在支撑板上，螺旋进料机（2)、加热炉（4)和动密封轴承（10)分别通过固定在支撑板上的 托架（7)支撑，所述螺纹式升降器（6)安装在储料室一侧的支撑板之下并与支撑板底部连 接。8. 根据权利要求7所述旋转式动态连续烧结装置，其特征在于所述炉管（3)的长度 (LI)为1. 5~6m，加热炉加热区的长度（L2)为1~5m。9. 根据权利要求7或8所述旋转式动态连续烧结装置，其特征在于炉管（3)内壁设置 有搅拌片（14)，所述搅拌片为2~4片，沿炉管周向均匀分布。10. 根据权利要求7或8所述旋转式动态连续烧结装置，其特征在于加热炉设置有加热 器件（15)为电阻式加热器件、感应式加热器件、微波加热器件、红外加热器件、石墨碳管炉 加热器件中的一种。
【专利摘要】本发明提供的(M1,M2)(CxN1-x)粉体的旋转式动态连续制备方法，化学式(M1,M2)(CxN1-x)中，M1为Ti、V、Cr中的一种，M2为Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Mn、镧系稀土元素中的至少一种，M1的质量占M1和M2质量之和的60％～90％，且M1和M2不为同一元素，0.1≤x≤0.9，工艺步骤如下：(1)配料；(2)将原料放入球磨机中，加入研磨球体和湿磨介质进行湿磨，将所得混合浆料干燥；(3)使用动态连续烧结装置在开放体系下烧结或封闭体系下烧结，制得(M1,M2)(CxN1-x)粉体。本发明还提供了一种用于上述方法的旋转式动态连续烧结装置。上述方法能获得单相的高品质的(M1,M2)(CxN1-x)粉体并实现了连续化批量生产。
【IPC分类】F27B7/14, F27B7/32, F27B7/26, F27B7/34, C04B35/64, C04B35/56, F27D3/08, C04B35/626, C04B35/58
【公开号】CN104987075
【申请号】CN201510312767
【发明人】叶金文, 刘颖, 王杰
【申请人】四川大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月9日