专利名称：从硫化锌直接制备氧化锌单晶体长纤维的方法
从硫化锌直接制备氧化锌单晶体长纤维的方法，是一种金属、合金、陶瓷复合材料的制备方法。
公知的制备氧化锌单晶体纤维的方法，一是先将纯锌丝弧熔喷粉，锌粉在水溶液中进行特殊处理后再干燥，让锌粉表面形成致密性氧化膜，锌粉中氧化锌含量达到18％。表面氧化膜可以抑制金属锌从颗粒内部快速流出，同时也控制着氧气向锌粒内部的迁移速率，保证单晶体生长所需要的时间。二是以锌粉和焦碳粉为混合原料，铺于容器底部，大气中加热到一定温度，金属锌蒸气在CO2、CO、O2混合气氛中即一定的氧势下，缓慢氧化，沉积生长，从而形成氧化锌单晶体纤维。还有一种制备方法是，将ZnO粉和活性碳粉按适当比例混合置于瓷舟内。N2和O2的混合气体按一定比例通入反应室，温度控制在1050～1150℃，反应5个小时可制得氧化锌单晶体长纤维。这些方法的主要缺点是对原料的要求高，过程控制严格，有些工艺较复杂，因此生产成本高。
本发明的目的是用硫化锌精矿作为原料直接制备氧化锌单晶体纤维，用低廉易得的原料来制备附加值高的单晶体纤维，降低成本，提高经济效益。
本发明是通过以下的技术方案来实施的。
图1是本发明的工艺流程图。将硫化锌(可用硫化锌精矿或人工合成硫化锌，含锌20～70％)粉、粉状碳质还原剂(可用焦碳、煤、活性碳或碳黑)和粉状的石灰、煅烧白云石、碳酸钠按比例(ZnS∶C∶CaO∶MgO∶Na2CO3的质量比为100∶5～36∶0～120∶0～120∶0～212)混合均匀，将此混合料置于容器底部，在大气中加热到930～1200℃、反应10～180分钟，反应产生的金属锌蒸气能够缓慢氧化、晶体均速生长，从而形成氧化锌单晶体长纤维。上述所用物料粒度在20～320目均可。
由于氧化锌单晶体纤维的力学和物理化学性能接近于理想单晶体的性能，因而这种纤维可广泛用作金属、合金、陶瓷、橡胶、树脂、塑料等材料的增强材料。在复合材料的导电、抗静电、吸波、吸声、减振、耐磨防滑等领域也有广泛用途。
本发明的优点用硫化锌精矿作为原料直接制备氧化锌单晶体纤维，由于原料来源广泛、价格低，生产成本低于现行各种方法的生产成本，其它原料如煤、石灰、白云石均是易得物，因此本发明方法容易实施。生产出的单晶体纤维性能优于公知技术生产出的产品性能。
权利要求
1．一种从硫化锌直接制备氧化锌单晶体长纤维的方法，其特征在于将含锌20～70％的硫化锌与碳质还原剂、石灰、煅烧白云石、碳酸钠经配料、混匀后装入容器、在大气气氛中加热、反应，最终得到氧化锌单晶体长纤维，1)物料的配比ZnS∶C∶CaO:MgO∶Na2CO3的质量比为100∶5～36∶0～120∶0～120∶0～212；2)加热温度为930～1200℃；3)反应时间10～180分钟；4)原料粒度为20～320目。
2．根据权利要求1所述的从硫化锌直接制备氧化锌单晶体长纤维的方法，其特征在于石灰可以用煅烧白云石(其成份主要是氧化钙和氧化镁)代替，也可以用碳酸钠代替。
3．根据权利要求1所述的从硫化锌直接制备氧化锌单晶体长纤维的方法，其特征在于碳质还原剂是焦碳、煤、活性碳、碳黑。
全文摘要
一种从硫化锌直接制备氧化锌单晶体长纤维的方法,是将硫化锌与碳质还原剂、石灰或煅烧白云石或碳酸钠经配料及混匀,在大气气氛下加热至930～1200℃、反应10～180分钟即可得到氧化锌单晶体长纤维。该产品原料来源广泛、价格低廉,因此生产成本低。产品广泛用作金属、合金、陶瓷、橡胶、树脂、塑料等材料的增强材料。在复合材料的导电、抗静电、吸波、吸声、减振、耐磨防滑等领域也有广泛应用。
文档编号C30B29/10GK1305024SQ0012060
公开日2001年7月25日 申请日期2000年12月16日 优先权日2000年12月16日
发明者沈强华, 朱祖泽 申请人:昆明理工大学