專利名稱：一種由氧化鋁制備碳化鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碳熱還原氧化鋁制備碳化鋁的方法，具體涉及一種由氧化鋁制備碳化鋁的方法，屬于火法冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
碳化鋁是一種淡黃棕色、堅(jiān)硬、透明的菱形六面體的晶體，熔點(diǎn)2100°C。碳化鋁是金屬鋁工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中的一種重要的化合物，在冶金工業(yè)用于還原金屬氧化物，在化學(xué)工業(yè)用作化學(xué)反應(yīng)催化劑，在陶瓷行業(yè)用于制氮化鋁作高溫、切割和模具及機(jī)械部件等高級(jí)陶瓷材料。另外，碳化鋁作為添加劑可以增強(qiáng)合成材料及合金(Al-Al4C3，Al-SiC-Al4C3， Al-Al3Ti-Al4C3 等)的強(qiáng)度。目前，碳化鋁一般通過純鋁與碳反應(yīng)制備，還沒有應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐的成熟工藝。

發(fā)明內(nèi)容
為解決工業(yè)制備碳化鋁的工藝方法，本發(fā)明提供一種由氧化鋁制備碳化鋁的方法，通過采用工業(yè)純氧化鋁為原料、石墨為還原劑，制得碳化鋁，通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。一種由氧化鋁制備碳化鋁的方法，經(jīng)過下列各步驟
A.按氧化鋁和石墨的質(zhì)量比為3 5 1取氧化鋁和石墨，并將其混合均勻，在3 IOMpa的壓力下制成塊狀物；
B.將步驟A所得塊狀物料置于真空下，維持壓力為1 200Pa，經(jīng)過60 120min升溫至1450 1600°C，再保溫30 120min，待冷卻后即得到碳化鋁。所述步驟A的氧化鋁為工業(yè)純氧化鋁粉。所述步驟A制成的塊狀物大小為Φ 20mmX 10mm。所得碳化鋁純度在90%以上，最高可達(dá)96. 38%。本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)
(1)真空環(huán)境下完成，所得碳化鋁純凈無雜質(zhì)，反應(yīng)生成氣體易控制；
(2)采用氧化鋁和石墨碳作為反應(yīng)物料，反應(yīng)物料較易獲得，成本低；
(3)制備碳化鋁工藝流程短、清潔無污染，且操作簡便。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所得碳化鋁的X射線衍射(XRD)圖譜； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1所得碳化鋁的掃描電子顯微鏡(SEM)的照片。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但這些實(shí)例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1A.按工業(yè)純氧化鋁粉和石墨的質(zhì)量比為3 1取氧化鋁和石墨共80g，并將其混合均勻，在3Mpa的壓力下制成Φ 20mmX IOmm塊狀物；
B.將步驟A所得塊狀物料置于真空下，維持壓力為50Pa，經(jīng)過120min升溫至1550°C， 再保溫60min，待冷卻后即得到碳化鋁41. Sg,經(jīng)SEM、EDS分析碳化鋁純度達(dá)90%以上。實(shí)施例2
A.按工業(yè)純氧化鋁粉和石墨的質(zhì)量比為5 1取氧化鋁和石墨共60g，并將其混合均勻，在8Mpa的壓力下制成 ^OmmX IOmm塊狀物；
B.將步驟A所得塊狀物杣置于真空下，維持壓力為200Pa，經(jīng)過60min升溫至1600°C， 再保溫120min，待冷卻后即得到碳化鋁34. 6g，碳化鋁純度達(dá)94. 57%以上。實(shí)施例3
A.按工業(yè)純氧化鋁粉和石墨的質(zhì)量比為4 1取氧化鋁和石墨共80g，并將其混合均勻，在IOMpa的壓力下制成Φ 20mmX IOmm塊狀物；
B.將步驟A所得塊狀物料置于真空下，維持壓力為lPa，經(jīng)過SOmin升溫至1450°C，再保溫30min，待冷卻后即得到碳化鋁42. 6g，碳化鋁純度達(dá)92. 43%以上。
權(quán)利要求
1.一種由氧化鋁制備碳化鋁的方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟A.按氧化鋁和石墨的質(zhì)量比為3 5 1取氧化鋁和石墨，并將其混合均勻，在3 IOMpa的壓力下制成塊狀物；B.將步驟A所得塊狀物料置于壓力為1 2001 下，經(jīng)過60 120min升溫至1450 1600°C，再保溫30 120min，待冷卻后即得到碳化鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟A的氧化鋁為工業(yè)純氧化鋁粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟A的塊狀物大小為 Φ 20mmX10mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由氧化鋁制備碳化鋁的方法，以工業(yè)純氧化鋁為原料，石墨為還原劑，混合后置于壓力為1～200Pa下，經(jīng)過60～120min升溫至1450～1600℃，再保溫30～120min，待冷卻后即得到碳化鋁，碳化鋁的純度在90%以上，最高可達(dá)96.38%。本發(fā)明在真空環(huán)境下完成，所得碳化鋁純凈無雜質(zhì)，反應(yīng)生成氣體易控制；采用氧化鋁和石墨碳作為反應(yīng)物料，反應(yīng)物料較易獲得，成本低；制備碳化鋁工藝流程短、清潔無污染，且操作簡便。
文檔編號(hào)C01B31/30GK102442668SQ20111029490
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者于文站, 劉大春, 劉永成, 周曉奎, 徐寶強(qiáng), 戴永年, 朱富龍, 李永梅, 李艷, 楊斌, 蔣文龍, 鄧勇, 郁青春, 陳建云 申請人:昆明理工大學(xué)