Способ получения порошка, содержащего карбид кремния и нитрид алюминия, из золы природного угля

Способ получения порошка относится к неорганической химии, а именно к получению порошка, содержащего карбид кремния и нитрид алюминия из золы природного угля, который может быть использован для производства сверхтвердой керамики. Техническим результатом предложенного способа является сокращение времени получения порошка, содержащего карбид кремния и нитрид алюминия из золы природного угля. Способ получения порошка, содержащего карбид кремния и нитрид алюминия из золы природного угля, включает перемешивание и помол золы в шаровой мельнице, термическую обработку в газовой среде в течение 30 минут. Согласно изобретению порошковую смесь золы и графита с размером частиц не более 50 мкм в массовом соотношении 80:20 размалывают в шаровой мельнице в течение 1 часа и насыпают слоем не более 1 мм на дно катода в виде вертикально расположенного графитового стакана. Генерируют дуговой разряд постоянного тока в воздушной среде соприкосновением анода в виде сплошного графитового стержня с указанной порошковой смесью при силе тока от 165 до 200 А в течение от 10 до 20 секунд, затем прерывают горение разряда, отводя анод. После остывания катода до комнатной температуры порошковую смесь извлекают из полости катода, помещают в корундовую посуду и нагревают в атмосферной печи до 900°С, выдерживают при этой температуре в течение 30 минут. Полученный порошок извлекают из печи и остужают в естественных условиях. При возникновении дугового разряда постоянного тока температура в зоне его формирования поднимается до нескольких тысяч градусов, а после отключения источника постоянного тока температура снижается до комнатной, в результате чего возникают условия для синтеза карбида кремния и нитрида алюминия из содержащихся в золе природного угля оксидов кремния и оксидов алюминия. При горении дугового разряда в полости катода кислород расходуется на образование газообразного оксида углерода СО, который выходит в атмосферу и в результате зона горения разряда не контактирует с кислородом атмосферного воздуха и предотвращается окисление получаемого порошка кислородом атмосферного воздуха. Так как в ходе горения дугового разряда происходит эрозия графитового анода, то в полученном порошке, содержащем карбид кремния и нитрид алюминия, также содержится и значительное количество графита. С учетом стойкости карбида кремния и нитрида алюминия к воздействию высоких температур в воздушной среде, несвязанный углерод в форме графита удаляют из полученного порошка нагревом в атмосферной печи до температуры выше чем температура горения графита с образованием газообразного диоксида углерода СО2. Полученный предложенным способом порошок содержит до 60,3% карбида кремния и 9,7 – 11,9% нитрида алюминия. URL: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=0002731094&TypeFile=html (дата обращения: 11.05.2023)