Selamat datang ke Zhongbo kami

Xiangjiang Industrial Park, Xiangjiang Street,

Daerah Honghuagang, Zunyi City, Guizhou, China.

Hubu

+86- 15599297368
Bagaimana aluminium karbida dihasilkan?
Rumah » Berita » Pengetahuan » Bagaimana aluminium karbida dihasilkan?

Bagaimana aluminium karbida dihasilkan?

Pandangan: 222     Pengarang: Hazel Menerbitkan Masa: 2025-03-25 Asal: Tapak

Bertanya

butang perkongsian facebook
butang perkongsian twitter
butang perkongsian garis
butang perkongsian WeChat
butang perkongsian LinkedIn
butang perkongsian Pinterest
butang perkongsian WhatsApp
butang perkongsian sharethis

Menu Kandungan

Kaedah pengeluaran tradisional

>> Karbonisasi logam langsung

>> Pengurangan Carbothermal

Teknik pengeluaran moden

>> Sintesis yang dibantu oleh pemangkin

>> Kaedah halida fasa wap

>> Pengaliran mekanikal

Teknik pencirian lanjutan

>> Kawalan Kualiti dalam Pengeluaran Karbida Aluminium

Aplikasi Perindustrian Karbida Aluminium

>> Kegunaan metalurgi

>> Aplikasi pertahanan

>> Terobosan Penyimpanan Tenaga

Pertimbangan Alam Sekitar dan Keselamatan

>> Kawalan pelepasan

>> Pengurusan Sisa

>> Penilaian bahaya NFPA:

Petunjuk masa depan dalam pengeluaran karbida aluminium

Kesimpulan

Soalan Lazim

>> 1. Apakah skala pengeluaran maksimum untuk vapour-fasa al₄c₃?

>> 2. Bagaimana saiz zarah mempengaruhi kereaktifan aluminium karbida?

>> 3. Apa yang diperlukan oleh PPE semasa mengendalikan Al₄c₃?

>> 4. Bolehkah pengeluaran karbida aluminium automatik?

>> 5. Apakah jangka hayat tipikal serbuk Al₄c₃?

Petikan:

Aluminium Carbide (Al₄c₃) adalah sebatian perindustrian kritikal dengan aplikasi yang merangkumi metalurgi, perkakasan ketenteraan, dan seramik maju. Pengeluarannya melibatkan tindak balas kimia yang tepat dan teknik pembuatan maju untuk mencapai kesucian dan integriti struktur yang tinggi. Artikel ini menerangkan kaedah tradisional dan moden Pengeluaran karbida aluminium , nuansa teknikal mereka, dan aplikasi perindustrian.

Aplikasi karbida tungsten simen

Kaedah pengeluaran tradisional

Karbonisasi logam langsung

Kaedah yang paling mudah melibatkan reaksi aluminium tulen dengan karbon pada suhu yang melampau (1,200-1,400 ° C) dalam relau arka elektrik:

4al+3c → al 4c3

Tahap utama dalam pengeluaran karbida aluminium:

1. Penyediaan bahan

- Serbuk aluminium (kesucian 99.9%, saiz zarah 50-100 μm)

- Sumber Karbon: Flakes Grafit (Pilihan) atau Karbon Hitam

- Nisbah pencampuran: 3: 1 molar (al: c) homogenisasi melalui penggilingan bola

2. Konfigurasi Reaktor

-Crucibles yang dipenuhi grafit dengan elektrod tembaga yang disejukkan air

- Pembersihan gas inert (kadar aliran argon: 5-10 l/min)

3. Profil Thermal

- Ramp-up: 10 ° C/min hingga 1,200 ° C

- Tahan Masa: 24-48 jam

- penyejukan: dikawal pada suhu 5 ° C/min untuk mengelakkan pembentukan retak

Petunjuk Kualiti:

- Kesucian difraksi sinar-X (XRD): ≥95%

- Ketumpatan pukal: 2.36 g/cm3

- Saiz bijian: 10-50 μm

Pengurangan Carbothermal

Kaedah kos efektif ini menggunakan aluminium oksida (al₂o₃) dan bukannya log logam:

2al 2o 3+9c → al 4c 3+6co

Proses inovasi:

Pengoptimuman bahan bakar:

Campuran alumina/karbon dengan 10% berlebihan karbon mengimbangi kerugian CO

Reka bentuk relau vakum:

- Tekanan operasi: 10 2 Torr

- Penebat berasaskan zirkonia menahan 1,800 ° C

Pengurusan produk sampingan:

- Gas CO digosok melalui penyelesaian NaOH (pH 12.5)

- Kadar Pemulihan Karbon: 88-92%

Data Perindustrian:

Parameter Nilai
Kadar pengeluaran 50 kg/batch
Penggunaan tenaga 8.2 kWh/kg
Kekotoran biasa Si (0.3%), Fe (0.1%)

Teknik pengeluaran moden

Sintesis yang dibantu oleh pemangkin

Aliran proses:

- Memuatkan pemangkin: 5-8% berat

- Pencucuhan tindak balas diri pada suhu 700 ° C

- Penyelesaian tindak balas dalam 3.5 jam

Kaedah halida fasa wap

Aliran Pengeluaran Karbida Aluminium Tinggi:

1. Alcl₃ Generasi:

2al+3cl 2→ 2alcl3

- Klorinasi pada suhu 500 ° C

2. Pembentukan Alcl:

Al+Alcl 3→ 2Alcl

- Pengangkutan Wap pada 1,100 ° C

3. Karburisasi:

4Alcl +3c → Al 4C 3+3Cl2

- Reaktor katil fluidized dengan granul karbon 0.5-1 mm

Kelebihan utama:

- Kesucian: 99.97% (disahkan SEM-EDS)

- Struktur Kristal: Platelet Heksagon (10-20 μm)

Pengaliran mekanikal

Pengeluaran karbida aluminium nanostructured:

Parameter penggilingan bola:

berubah -ubah Spesifikasi
Media Pengilangan Bola WC-CO (10 mm)
Kelajuan 300 rpm
Atmosfera Argon (o <5 ppm)
Tempoh 18-24 jam

Evolusi Fasa:

- 0-6h: pencampuran mekanikal al/c

- 6-12h: Pembentukan fasa amorf

- 12-18h: Nukleasi Alam Kristal

Sifat struktur:

- Saiz bijian: 35-80 nm (TEM disahkan)

- Microhardness: 1,850 HV

Proses Pengeluaran Karbida Cemtented

Teknik pencirian lanjutan

Kawalan Kualiti dalam Pengeluaran Karbida Aluminium

1. Analisis Kimia:

- Pembakaran LECO untuk kandungan karbon

- ICP-OMS untuk kekotoran logam

2. Kajian morfologi:

- Pencitraan SEM permukaan patah

- Analisis kawasan permukaan bertaruh

3. Kestabilan haba:

- TGA sehingga 1,500 ° C di atmosfera

Aplikasi Perindustrian Karbida Aluminium

Kegunaan metalurgi

Kajian Kes: Pengeluaran Span Titanium

Tindak balas:

3Tio 2+4al 4c 3→ 3ti +8al 2o 3+12c

Faedah:

- 98.5% TI PURITI vs 94% dengan pengurangan MG konvensional

- Penggunaan tenaga 22% lebih rendah

Aplikasi pertahanan

Formula Komposit Armor:

- 60% al₄c₃

- 30% sic

- 10% resin epoksi

- Had balistik: 1,850 m/s terhadap 7.62mm AP

Terobosan Penyimpanan Tenaga

Kecekapan Generasi Metana:

Parameter Batch Sistem Aliran Reaktor
Hasil ch₄ 72% 89%
Masa tindak balas 6 jam 1.5 jam
Penggunaan air 12 l/kg 8 l/kg

Pertimbangan Alam Sekitar dan Keselamatan

Kawalan pelepasan

CO/CL₂ SISTEM SISTEM:

- Menara katil yang dibungkus dengan penyelesaian NaOH 15%

- 99.8% kecekapan peneutralan gas

Pengurusan Sisa

Menghabiskan crucibles diproses melalui:

- Leaching Asid (HCL 6M, 80 ° C)

- Kadar Pemulihan Al: 97.3%

Penilaian bahaya NFPA:

- Kesihatan: 3 (teruk)

- Kemerosotan: 1 (ringan)

- Kereaktifan: 2 (sederhana)

Petunjuk masa depan dalam pengeluaran karbida aluminium

1. Sintesis yang dibantu plasma

- Plasma gelombang mikro (2.45 GHz) mengurangkan masa reaksi hingga <30 minit

2. Pembuatan Additive

- Pengikat Jet 3D Percetakan Komposit Al₄c₃-Sic

3. Pendekatan Kimia Hijau

- Sumber karbon yang berasal dari biomas (contohnya, kelapa shell char)

Kesimpulan

Pengeluaran karbida aluminium moden menggabungkan termodinamik ketepatan dengan kejuruteraan bahan canggih, menghasilkan produk yang disesuaikan untuk persekitaran yang melampau. Walaupun kaedah tradisional carbothermal kekal sebagai staples industri, teknik-teknik yang muncul seperti sintesis dibantu pemangkin dan pengaliran mekanikal membuka sempadan baru dalam bahan berstruktur nano. R & D yang berterusan memberi tumpuan kepada keuntungan kecekapan tenaga dan integrasi ekonomi pekeliling melalui protokol kitar semula yang lebih baik.

Bilah tungsten

Soalan Lazim

1. Apakah skala pengeluaran maksimum untuk vapour-fasa al₄c₃?

Sistem semasa mencapai 200 kg/hari menggunakan reaktor katil berbilang zon.

2. Bagaimana saiz zarah mempengaruhi kereaktifan aluminium karbida?

Serbuk sub-50 μm meningkatkan kadar hidrolisis sebanyak 3x berbanding gred 100-200 μm.

3. Apa yang diperlukan oleh PPE semasa mengendalikan Al₄c₃?

Gear penting termasuk:

- N95 Respirator (untuk habuk)

- Sarung tangan tahan asid

- Perisai muka semasa pemprosesan suhu tinggi

4. Bolehkah pengeluaran karbida aluminium automatik?

Ya-tumbuhan moden menggunakan relau yang dikawal AI dengan ketepatan suhu ± 2 ° C.

5. Apakah jangka hayat tipikal serbuk Al₄c₃?

12 bulan dalam bekas tertutup yang diisi Argon, dengan ingress kelembapan <0.1%.

Petikan:

[1] https://patents.google.com/patent/us2640760a/en

[2] https://www.nanotrun.com/article/preparation-methods-and-application-of-aluminum-carbide-i00101i1.html

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/aluminium_carbide

[4] https://www.youtube.com/watch?v=95YS7W66-BI

[5] https://patents.google.com/patent/us2942951a/en

[6] https://testbook.com/question-answer/aluminium-carbide-on-hydrolysis-gives-a-compound--60ae0a9776162bbb0ee6bd90e

[7] https://www.vedantu.com/question-answer/aluminium-carbide-reacts-with-water-to-form-a-class-11-chemistry-cbse-5f1a1e7114b5e05976ab1490

[8] https://www.americanelements.com/aluminum-carbide-1299-86-1

[9] https://jmmab.com/wp-content/uploads/2020/12/1450-53392000023W-cc1.pdf

[10] https://www.nanorh.com/product/aluminium-carbide-powder/

[11] https://www.practicalmachinist.com/forum/threads/steel-grade-carbide-on-aluminum.85961/

[12] https://www.albmaterials.com/high-purity-materials/1227-high-purity-aluminum-carbide-al4c3.html

[13] https://www.goodfellow.com/global/aluminium-carbide-powder group

[14] https://www.istockphoto.com/photos/aluminum-machining

[15] https://www.sigmaaldrich.com/us/en/search/aluminium-carbide?focus=products&page=1⊥age=30&sort=relevance&term=aluminium+carbide&type=product_name

[16] https://www.shutterstock.com/search/alumina-production

[17] https://www.britannica.com/science/aluminum-carbide

[18] https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/16685054

[19] https://www.t3db.ca/toxins/t3d1492

[20] https://www.linkedin.com/pulse/understanding-aluminium-carbide-production-costs-enhanced-gautam-cgiuc

[21] https://melscience.com/us-en/articles/hydrolysis-aluminum-carbide-equation-and-nature-re/

[22] https://www.istockphoto.com/photos/carbide

[23] https://www.linkedin.com/pulse/answering-25-most-asked-questions-aluminum-casting-iaj6c

Jadual Senarai Kandungan
  • Daftar untuk surat berita kami
  • Bersedia untuk
    mendaftar masa depan untuk buletin kami untuk mendapatkan kemas kini terus ke peti masuk anda