? ? 碳化硼生產工藝

? ? 1、直接合成法

? ? 利用原料經預處理(催化、納米切削)可改變其粒度與種類，使原料達到納米級。處理過的單質硼、碳可以在以下條件下反應：1)真空脈沖電流，可獲得粒度400nm的粉料；2)還原性氣氛條件下(如氫氣、一氧化碳等)在低溫(800~900℃)可獲得粒度100nm的粉料；3)惰性氣氛條件下(氬氣)在1950℃下可獲得粒度150~500nm的粉料。

在原料選擇上，硼原料通常選擇無定型硼粉，碳原料選擇石墨或者高純碳粉。產物的純度高，但因過程中原料擴散緩慢、原料昂貴而不被廣泛應用于工業生產。

? ? 2、碳熱還原法

? ? 碳熱還原法應用廣泛，是碳化硼實際生產中的主流方法。該方法是在惰性氣氛條件下(Ar)用石油焦、碳粉(可來自農作物的炭化表殼)還原硼酸、氧化硼的工藝方式。主要反應條件有以下兩種：

? ? (1)電弧爐碳熱還原法。該方法利用三相交流電在爐中產生的高溫弧光來達到反應條件，工業中的電弧爐多為5000和30000kVA，最高可以達到2500℃。該方法在高溫下有大量的CO產生，同時溫度過高會降低原料的利用率。

? ? (2)碳管爐碳熱還原法。該方法較于電弧爐的優點是不存在區域溫度不均的而造成的過程進行不徹底，且成本較高。

? ? 3、鎂熱還原法(自蔓延高溫合成SHS)

? ? 利用反應物在過程中的反應熱來提供目標過程的熱量來制備材料的過程為自蔓延。通常以碳粉、氧化硼、鎂粉為原料造球，在惰性氣氛條件下(Ar)在碳管爐(也可以用其他熱源)中于1100℃進行，后經酸洗除雜。該法可以迅速、低耗地獲得小粒度的粉料，但是過程中的產物粒度分布較散，不易控制大小。

? ? 4、化學氣相沉積法(CVD)

? ? 化學氣相沉積法原理是利用氣相與固相表面的相互作用，在高溫下分解得到薄膜的技術。通常利用有碳元素和硼元素的氣象作為原料，最常用的是三氯化硼和甲烷氫氣氣氛作為原料可得到一定厚度的薄膜，最常見的是棒狀和纖維狀。影響薄膜厚度的主要因素是時間、催化劑和溫度。

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