Bine ați venit la Zhongbo -ul nostru

Parcul industrial Xiangjiang, strada Xiangjiang,

Districtul Honghuagang, orașul Zunyi, Guizhou, China.

Sună -ne

+86- 15599297368
Cum este produs carbura de aluminiu?
Acasă » Ştiri » Cunoștințe » Cum se produce carbura de aluminiu?

Cum este produs carbura de aluminiu?

Vizualizări: 222     Autor: Hazel Publicare Ora: 2025-03-25 Originea: Site

Întreba

Buton de partajare Facebook
Buton de partajare pe Twitter
Buton de partajare a liniei
Buton de partajare WeChat
Butonul de partajare LinkedIn
Butonul de partajare Pinterest
Butonul de partajare WhatsApp
Buton de partajare Sharethis

Meniu de conținut

Metode tradiționale de producție

>> Carbonizare directă a metalelor

>> Reducerea carbotermului

Tehnici moderne de producție

>> Sinteză asistată de catalizator

>> Metoda halogenului în fază de vapori

>> Aliere mecanică

Tehnici de caracterizare avansată

>> Controlul calității în producția de carbură de aluminiu

Aplicații industriale de carbură de aluminiu

>> Utilizări metalurgice

>> Aplicații de apărare

>> Descoperiri de stocare a energiei

Considerații de mediu și de siguranță

>> Controlul emisiilor

>> Gestionarea deșeurilor

>> Evaluări de pericol NFPA:

Direcții viitoare în producția de carbură de aluminiu

Concluzie

FAQ

>> 1. Care este scala maximă de producție pentru AL₄C₃ în fază cu vapori?

>> 2. Cum afectează dimensiunea particulelor reactivitatea carburii de aluminiu?

>> 3. Ce PPE este necesar la gestionarea al₄c₃?

>> 4. Poate fi automatizată producția de carbură de aluminiu?

>> 5. Care este durata de valabilitate tipică a pulberii Al₄c₃?

Citări:

Carbura de aluminiu (AL₄C₃) este un compus industrial critic cu aplicații care se întind pe metalurgie, hardware militar și ceramică avansată. Producția sa implică reacții chimice precise și tehnici avansate de fabricație pentru a obține o puritate ridicată și integritate structurală. Acest articol explorează metodele tradiționale și moderne de Producția de carbură de aluminiu , nuanțele tehnice și aplicațiile industriale.

Aplicații de carbură de tungsten cimentat

Metode tradiționale de producție

Carbonizare directă a metalelor

Cea mai simplă metodă implică reacția aluminiului pur cu carbon la temperaturi extreme (1.200–1.400 ° C) într -un cuptor cu arc electric:

4AL+3C → AL 4C.3

Etape cheie în producția de carbură de aluminiu:

1. Pregătirea materialelor

- pulbere de aluminiu (99,9% puritate, 50-100 μm dimensiunea particulelor)

- Surse de carbon: fulgi de grafit (preferat) sau negru de carbon

- Raport de amestecare: 3: 1 molar (AL: C) omogenizat prin frezare cu bile

2. Configurația reactorului

-Cruciburi căptușite cu grafit cu electrozi de cupru răciți cu apă

- Purgarea gazelor inerte (debit de argon: 5-10 L/min)

3. Profil termic

- Ramp-up: 10 ° C/min până la 1.200 ° C

- Timp de reținere: 24-48 ore

- Răcire: controlat la 5 ° C/min pentru a preveni formarea fisurilor

Indicatori de calitate:

- Puritatea difracției cu raze X (XRD): ≥95%

- Densitate în vrac: 2,36 g/cm3

- Mărimea bobului: 10-50 μm

Reducerea carbotermului

Această metodă rentabilă folosește oxid de aluminiu (Al₂o₃) în loc de AL metalic:

2Al 2o 3+9c → Al 4C 3+6co

Procesul inovații:

Optimizarea materiilor prime:

Amestec de alumină/carbon cu 10% exces de carbon compensează pentru pierderea CO

Design cuptor în vid:

- Presiune de funcționare: 10 2 torr

- Izolația pe bază de zirconiu rezistă la 1.800 ° C

Gestionarea produsului secundar:

- GAS CO spălat prin soluție de NaOH (pH 12,5)

- Rata de recuperare a carbonului: 88-92%

Date industriale:

parametrului valoarea
Rata de producție 50 kg/lot
Consumul de energie 8,2 kWh/kg
Impurități tipice Si (0,3%), Fe (0,1%)

Tehnici moderne de producție

Sinteză asistată de catalizator

Flux de proces:

- Încărcare catalizatoare: 5-8% în greutate

- Igriția de reacție auto-propagatoare la 700 ° C

- Finalizarea reacției în 3,5 ore

Metoda halogenului în fază de vapori

Flux de producție de carbură de aluminiu de înaltă puritate:

1. ALCL₃ GENERARE:

2Al+3Cl 2→ 2Alcl3

- clorare la 500 ° C

2. Formarea ALCL:

AL+ALCL 3→ 2Alcl

- Transport de vapori la 1.100 ° C

3. Carburizare:

4Alcl +3C → AL 4C 3+3CL2

- Reactor de pat fluidizat cu granule de carbon de 0,5-1 mM

Avantaje cheie:

- Puritate: 99,97% (SEM-EDS verificat)

- Structura cristalului: trombocite hexagonale (10-20 μm)

Aliere mecanică

Producție nanostructurată de carbură de aluminiu:

Parametri de frezare a bilelor:

variabile specificații
Mass -media de frezare Bile WC-CO (10 mm)
Viteză 300 rpm
Atmosferă Argon (O₂ <5 ppm)
Durată 18-24 ore

Evoluția fazei:

- 0-6H: amestecare mecanică AL/C

- 6-12H: Formarea fazelor amorfe

- 12-18H: nucleare cristalină al₄c₃

Proprietăți structurale:

- Mărimea bobului: 35-80 nm (confirmat TEM)

- Microhardness: 1.850 HV

Procesul de producție de carbură cematent

Tehnici de caracterizare avansată

Controlul calității în producția de carbură de aluminiu

1. Analiza chimică:

- Combustie Leco pentru conținut de carbon

- ICP-OMS pentru impurități metalice

2. Studiu morfologic:

- Imagistica SEM a suprafețelor de fractură

- Analiza suprafeței BET

3. Stabilitatea termică:

- TGA până la 1.500 ° C în atmosferă N₂

Aplicații industriale de carbură de aluminiu

Utilizări metalurgice

Studiu de caz: producție de burete din titan

Reacţie:

3TIO 2+4Al 4C 3→ 3TI +8Al 2O 3+12C

Beneficii:

- 98,5% Puritate Ti față de 94% cu reducerea convențională a MG

- 22% consum de energie mai mic

Aplicații de apărare

Formula compozită de armură:

- 60% al₄c₃

- 30% sic

- 10% rășină epoxidică

- Limită balistică: 1.850 m/s față de 7,62 mm AP

Descoperiri de stocare a energiei

Eficiență de generare a metanului:

de parametri de reactor de bonuri Sistem de flux
Randament ch₄ 72% 89%
Timp de reacție 6 ore 1,5 ore
Consumul de apă 12 l/kg 8 l/kg

Considerații de mediu și de siguranță

Controlul emisiilor

Sisteme de spălare CO/CL₂:

- Turnuri de pat ambalate cu o soluție de NaOH de 15%

- 99,8% eficiență de neutralizare a gazelor

Gestionarea deșeurilor

Cruciabilele petrecute procesate prin:

- levigare acidă (HCl 6M, 80 ° C)

- Rata de recuperare AL: 97,3%

Evaluări de pericol NFPA:

- Sănătate: 3 (severă)

- inflamabilitate: 1 (ușor)

- Reactivitate: 2 (moderat)

Direcții viitoare în producția de carbură de aluminiu

1. Sinteza asistată de plasmă

- Plasma cu microunde (2,45 GHz) reduce timpul de reacție la <30 minute

2. Fabricarea aditivă

- Binder Jet 3D Imprimare a compozitelor Al₄c₃-SIC

3. abordări de chimie verde

- Surse de carbon derivate de biomasă (de exemplu, cocoș de nucă de cocos)

Concluzie

Producția modernă de carbură de aluminiu combină termodinamica de precizie cu inginerie avansată de materiale, obținând produse personalizate pentru medii extreme. În timp ce metodele tradiționale carbotermale rămân capse din industrie, tehnici emergente precum sinteza asistată de catalizator și aliaj mecanic deschise noi frontiere în materiale nano-structurate. În curs de dezvoltare a cercetării și dezvoltării se concentrează pe câștigurile de eficiență energetică și integrarea economiei circulare prin protocoale de reciclare îmbunătățite.

Lamele de tungsten

FAQ

1. Care este scala maximă de producție pentru AL₄C₃ în fază cu vapori?

Sistemele actuale obțin 200 kg/zi folosind reactoare cu pat fluidizat cu mai multe zone.

2. Cum afectează dimensiunea particulelor reactivitatea carburii de aluminiu?

Pulberile sub-50 μM cresc ratele de hidroliză cu 3x comparativ cu gradele de 100-200 μm.

3. Ce PPE este necesar la gestionarea al₄c₃?

Echipamentul esențial include:

- Respiratoare N95 (pentru praf)

- Mănuși rezistente la acid

- Scuturi de față în timpul procesării la temperaturi ridicate

4. Poate fi automatizată producția de carbură de aluminiu?

Da-plantele moderne folosesc cuptoare controlate de AI cu o precizie de temperatură de ± 2 ° C.

5. Care este durata de valabilitate tipică a pulberii Al₄c₃?

12 luni în containere sigilate cu argon, cu <0,1% umiditate.

Citări:

[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-60ae0a9776162bb0e6bd90e

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

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

[9] https://jmab.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-puritate-materials/1227-high-puritate-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

]

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

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

Tabelul listei de conținut
  • Înscrieți -vă la newsletter -ul nostru
  • Pregătește -te pentru viitorul
    înregistrare pentru newsletter -ul nostru pentru a primi actualizări direct la căsuța de e -mail