碳化硼的制备方法
碳化硼的生产工艺
碳化硼的生产工艺碳化硼是一种重要的无机材料，具有高硬度、高熔点、高热导率、良好的化学稳定性等优良特性，在陶瓷、电子、冶金等领域得到广泛应用。
以下将详细介绍碳化硼的生产工艺。
碳化硼的生产工艺主要有四种方法：热解法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法和高温合成法。
1. 热解法：热解法是最早采用的碳化硼生产方法。
该方法是将碳和硼混合后，在高温下进行热解反应。
首先，将所需的碳化硼原料粉末与适量的煤焦粉混合均匀，再放入高温炉中加热。
随着温度的升高，反应开始产生，生成碳化硼。
最后，通过冷却和粉碎等处理，得到所需的碳化硼粉末。
2. 化学气相沉积法：化学气相沉积法是一种在气体中加热化学反应来制备碳化硼的方法。
该方法使用反应物来在高温条件下进行表面化学反应，并在表面沉积出碳化硼薄膜。
首先，将硼源和碳源的混合物通过气体输送进入高温反应器，加热至适宜的温度。
在高温下，反应物分解产生碳化硼的气体，然后在基底表面沉积形成碳化硼薄膜。
3. 溶胶-凝胶法：溶胶-凝胶法是一种将溶胶液转化为凝胶后再进行干燥和热处理得到碳化硼的方法。
首先，将硼酸盐和有机物混合在溶液中，形成可溶性的胶体混悬液。
随后，在适当的温度和湿度条件下，溶胶慢慢凝胶形成凝胶体。
最后，将凝胶体在高温下进行热处理，使其发生热分解反应生成碳化硼。
4. 高温合成法：高温合成法是一种在高温和高压条件下制备碳化硼的方法。
该方法利用高温下碳和硼的反应性增加，进行碳化硼的合成。
首先，将碳和硼的原料混合均匀，放入高温高压反应器中。
然后在高温高压条件下进行反应，而后冷却、卸压和粉碎等处理，最终得到所需的碳化硼产品。
总的来说，碳化硼的生产工艺有热解法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法和高温合成法等几种方法。
这些方法各有特点，可应用于不同的生产需求。
随着科技的不断发展，人们对碳化硼生产工艺的研究还在不断深入，相信未来会有更多创新的方法应用于碳化硼的制备。
碳化硼的生产工艺
碳化硼的生产工艺碳化硼是一种重要的无机化合物，具有很高的硬度、热导率和化学稳定性，广泛应用于陶瓷、涂料、刀具、电子器件等领域。
下面将简要介绍碳化硼的生产工艺。
碳化硼的生产工艺主要包括石墨电弧法和碳硼烷化法两种方法。
1. 石墨电弧法石墨电弧法是碳化硼的主要生产方法。
该方法利用高温条件下的石墨电弧反应，使石墨和硼酸氢铵发生反应生成碳化硼。
具体步骤如下：（1）准备原料：将石墨和硼酸氢铵按一定比例混合，制成适合电弧反应的颗粒。
（2）装入反应器：将混合物装入电弧反应器中，并设法提供合适的电弧反应条件。
（3）电弧反应：通过电弧放电，使混合物中的石墨和硼酸氢铵发生反应，并生成碳化硼。
（4）冷却分离：将反应产生的碳化硼冷却，并将其分离出来。
（5）粉碎处理：将得到的碳化硼进行破碎和粉碎处理，制成所需的颗粒状产品。
该方法生产的碳化硼成本相对较低，产量高，但产品纯度较低。
2. 碳硼烷化法碳硼烷化法是碳化硼的另一种生产方法，采用有机硼化合物（如三甲基硼烷）和碳源（如石墨或石墨烯）反应得到碳化硼。
具体步骤如下：（1）准备反应物：将有机硼化合物和碳源按一定比例混合。
（2）反应装置：将混合物装入反应装置中。
（3）反应条件：控制反应温度和反应时间，使有机硼化合物和碳源发生反应生成碳化硼。
（4）冷却分离：将反应产生的碳化硼冷却，并将其分离出来。
（5）粉碎处理：将得到的碳化硼进行破碎和粉碎处理，制成所需的颗粒状产品。
碳硼烷化法制备的碳化硼纯度较高，但设备成本较高，生产成本较高。
总结而言，碳化硼的生产工艺包括石墨电弧法和碳硼烷化法两种方法。
石墨电弧法生产成本相对较低，产量高，但产品纯度较低；碳硼烷化法制备的碳化硼纯度较高，但设备成本较高，生产成本较高。
根据具体需要选择合适的生产方法。
碳化硼材料的制备技术
碳化硼材料的制备技术碳化硼的硬度仅次于金刚石和立方氮化硼，尤其是近于恒定的高温硬度（＞30GPa）是其它任何材料都无可比拟的，故成为超硬材料家族中的重要成员。
碳化硼为菱面体，目前被广泛接受的碳化硼模型是：B<sub>11</sub>C组成的二十面体和C-B-C链构成的菱面体结构<sup>[1～2]</sup>。
正是由于这种特殊的结合方式，碳化硼具有许多优良性能（见表1），被广泛应用于耐火材料、工程陶瓷、核工业、航天航空等领域。
本文综述了碳化硼粉末及碳化硼陶瓷的制备技术在国内外的研究现状及进展情况，并展望了其发展。
2碳化硼粉末的合成2.1 碳管炉、电弧炉碳热还原法这是合成B<sub>4</sub>C粉末的最古老的方法，早在化学计量的B<sub>4</sub>C被确定（1934年）后不久，电炉生产工业用B<sub>4</sub>C的研究就获得了成功，B<sub>4</sub>C作为磨料开始在工业上得到应用。
将硼单质或含硼的化合物与碳粉或含碳的化合物均匀混合后放在高温设备，例如电管炉或电弧炉中，通以保护气体Ar或N<sub>2</sub>气在一定温度下合成B<sub>4</sub>C粉末，其基本的化学方程式为：2B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>（4H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub>）+7C=B<sub>4</sub>C+6CO（g）(+3H<sub>2</sub>O（g）) 由于硼酸和硼酐分别在低温和高温下有较大的挥发性，所以通常加入过量的硼酸和硼酐，才能获得高纯和稳定的B<sub>4</sub>C粉。
碳化硼生产工艺流程和配方
碳化硼生产工艺流程和配方碳化硼的生产工艺流程通常包括原料制备、混合、成型、烧结等步骤。
下面将逐步介绍碳化硼的生产工艺流程：1. 原料制备碳化硼的原料主要包括硼酸、碳与硅酸盐等。
首先对硼酸和碳含量较低的硅酸盐进行粉碎和混合，以保证原料的均匀性。
然后经过预处理，将原料中的杂质和水分进行去除，可以采用烧结、干燥等方法。
最后将处理后的原料进行研磨，以保证原料的细度和均匀性。
2. 混合将原料经过预处理后的硼酸、碳和硅酸盐等按一定的配方比例进行混合，以保证后续工艺的稳定性和产品性能。
混合过程中需要严格控制原料的配比和混合时间，避免原料出现偏差造成产品质量的下降。
3. 成型将混合后的原料进行成型处理，通常采用压制成型或注射成型的方式。
在成型过程中需要严格控制成型压力、成型温度和成型时间，以保证产品的密度和形状的一致性。
4. 烧结成型后的碳化硼坯体需要进行烧结处理，通常采用高温热处理的方式。
在烧结过程中需要严格控制烧结温度和烧结时间，以保证产品的致密性和硬度。
烧结后的产品需要经过表面处理，如清洗、抛光等，以满足产品的表面光洁度和平整度的要求。
以上是碳化硼的生产工艺流程的基本步骤，下面将介绍一种常用的碳化硼生产配方：1. 硼酸硼酸是碳化硼的主要原料之一，其含量对产品性能具有重要影响。
在配方中，硼酸的含量通常在30%~40%之间，过高或过低的含量都会影响产品的质量和性能。
2. 碳原料碳是碳化硼的另一主要原料，其含量在配方中通常占20%~30%。
碳的品质和含量对产品的致密性和硬度具有重要影响，因此需要严格控制碳的品质和含量。
3. 硅酸盐硅酸盐是碳化硼的辅助原料，其含量在配方中通常占10%~20%。
硅酸盐的品质和含量对产品的致密性和化学稳定性具有重要影响，因此需要严格控制硅酸盐的品质和含量。
4. 综合助剂在碳化硼的生产过程中还需要添加一些综合助剂，如结合剂、增塑剂、抗变形剂等。
这些助剂可以改善原料的致密性和成型性能，提高产品的硬度和耐磨性。
碳化硼陶瓷制备工艺
碳化硼陶瓷制备工艺碳化硼是一种新型非氧化陶瓷材料，因其具有熔点高、硬度高、密度低、热稳定性好，抗化学侵蚀能力强和中子吸收能力强等特点而被广泛应用于能源、军事、核能以及防弹领域。
碳化硼又称黑钻石，是仅次于金刚石和立方氮化硼的第三硬材料，故成为超硬材料家族中的重要成员。
目前碳化硼防弹材料主要通过烧结法制备，不过碳化硼是共价键很强的陶瓷材料，共价键占90%以上，而且碳化硼的塑性差，品界移动阻力很大，固态时表面张力很小，从而决定了碳化硼是一种极难烧结的陶瓷材料。
纯碳化硼在烧结过程中通常存在烧结温度高、烧结后所得陶瓷致密度低，断裂韧性较差等问题。
工业上一般采用无压烧结、热压烧结、热等静压烧结、放电等离子烧结等技术，通过改进烧结工艺、添加烧结助剂提高碳化硼的力学性能，为进一步研究碳化硼的烧结工艺奠定基础。
1、无压烧结纯B4C的无压烧结致密化非常困难，气孔缺陷和致密度是影响碳化硼陶瓷性能指标的关键因素。
而烧结温度和粉末粒度是影响碳化硼陶瓷致密度的重要指标。
研究表明，纯碳化硼无压烧结致密化最主要的条件是采用低氧含量的粒度≤3μm的超细粉末且温度范围在2250~2350℃。
无压烧结碳化硼制品工艺简单、加工成本低，对烧结条件没有太多要求，可适用于生产形状复杂的产品，适合大批量工业化生产，是制备陶瓷常用的烧结技术。
但由于烧结温度高，晶粒容易异常生长，使烧结过程难以控制，产品性能不稳定。
2、热压烧结热压是在高温条件下改善粉末塑性，具有成型压力低，变形阻力小，产品密度高，显微组织优良等优点，因而，降低碳化硼的烧结温度可以采用热压烧结工艺。
与单纯热压相比，将液相烧结和热压烧结相结合，烧结温度大大降低，致密度相对提高。
通常热压烧结条件为：真空或惰性气氛，压力20~40MPa，温度2200~2300℃，保温时间0.5~2h。
碳化硼是共价键很强的化合物，在高温下烧结扩散速率慢，物质流动发生较少，使其致密化过程非常困难。
为了降低烧结温度和表面能，提高碳化硼陶瓷的综合性能，必须加入添加剂来促进碳化硼的热压烧结。
碳化硼陶瓷的制备
碳化硼陶瓷的制备第一种制备方法是热压烧结法。
该方法是将碳化硼粉末与一定比例的添加剂混合，然后通过高温和高压的条件下进行热压烧结。
添加剂可以提高碳化硼陶瓷的烧结性能，减少烧结温度和时间。
在热压烧结过程中，碳化硼粉末会被部分烧结，形成致密的陶瓷。
第二种制备方法是反应烧结法。
该方法是将碳粉末与硼粉末混合，在高温下进行反应烧结。
反应烧结过程中，碳粉末和硼粉末发生反应生成碳化硼。
通过控制反应的温度和时间，可以得到具有一定性能的碳化硼陶瓷。
第三种制备方法是热解裂纤维法。
该方法是将含碳化硼物质的有机物溶液浸渍在纤维上，然后通过高温处理使有机物分解，生成碳化硼。
在热解裂纤维法制备的碳化硼陶瓷中，纤维起到增强材料的作用，提高了碳化硼陶瓷的韧性和强度。
在以上三种制备方法中，热压烧结法是目前应用最广泛的碳化硼陶瓷制备方法，主要因为它可以制备出高密度、致密的碳化硼陶瓷。
但该方法需要高温和高压条件，并且制备周期较长。
反应烧结法虽然制备周期相对较短，但需要控制好反应的温度和时间，否则会影响陶瓷的性能。
热解裂纤维法相对来说制备周期较短，但制备的碳化硼陶瓷韧性和强度相对较低。
除了制备方法外，碳化硼陶瓷的性能还受到其他因素的影响，如原料质量、添加剂种类和比例、烧结温度和时间等。
因此，制备碳化硼陶瓷时需要选择合适的原料和添加剂，并控制好烧结条件，以获得具有优异性能的碳化硼陶瓷。
总结起来，碳化硼陶瓷的制备方法有热压烧结法、反应烧结法和热解裂纤维法。
其中，热压烧结法是应用最广泛的制备方法，但制备周期较长。
反应烧结法制备周期较短，但需要控制好反应的温度和时间。
热解裂纤维法制备周期相对较短，但制备的碳化硼陶瓷性能较差。
制备碳化硼陶瓷时还需要考虑其他因素的影响，如原料质量、添加剂种类和比例、烧结温度和时间等。
碳化硼合成业态
碳化硼（Boron Carbide, B4C）是一种超硬材料，具有极高的硬度和优异的耐磨性，同时还具有高熔点、良好的化学稳定性和中子吸收能力。
碳化硼的合成主要通过高温化学反应来实现，常见的合成方法有以下几种：
1. 高温固相反应：
这是合成碳化硼最常用的方法。
在这种方法中，碳源（如焦炭、石油焦等）和硼源（如硼酸、硼矿石等）在高温下（通常在2000°C以上）反应生成碳化硼。
反应过程中，需要控制气氛，通常是在缺氧或微氧环境下进行，以防止碳化硼被氧化。
2. 液相反应：
在某些条件下，可以使用液相反应合成碳化硼。
这种方法通常涉及到熔融的盐浴，其中包含硼和碳的化合物，通过化学反应生成碳化硼。
3. 气相合成：
气相合成方法包括化学气相沉积（CVD）等技术，通过气态反应物在高温下反应生成碳化硼。
这种方法可以实现碳化硼的薄膜合成，但通常需要复杂的设备和精确的控制。
4. 自蔓延高温合成：
这种方法涉及到利用高温下硼和碳的反应放出的热量来维持反应，无需外部热源。
这种方法可以在相对较低的温度下进行，但控制和产品纯度方面存在挑战。
在实际应用中，碳化硼的合成过程需要严格控制反应条件，包括温度、压力、原料纯度和气氛等，以确保合成出高质量、高纯度的碳化硼产品。
碳化硼的应用范围广泛，包括军事工业、耐火材料、磨料、高温结构材料等。
碳化硼的制备方法
碳化硼的制备方法碳化硼（B4C）具有比重小、研磨效率高、强度高、耐高温、良好的中子吸收能力，并且化学稳定性好等特点，广泛用于硬质材料的磨削、轻质防弹装甲、核反应堆的屏蔽材料、高级耐火材料和火箭的固体燃料等各个领域，所以如何提高B4C的品质是材料工作者比较关心的热点问题之一。
1 碳热还原法碳热还原法是最早被用于制备碳化硼粉末的方法，得到碳化硼，并遵循以下原理：2B2O3（c）+7C（c）=B4C（c）+6CO（g）（1）4H3BO3（c）+7C（c）=B4C（c）+6CO（g）+6H2O（g）（2）于国强等人采用此方法制备了碳化硼粉末，讨论了硼碳比、粉碎过程和煅烧合成等工艺参数对合成粉末性能的影响。
当煅烧合成温度为1 800 ℃、保温40 min，在硼碳比為0.86的条件下制备出的碳化硼纯度最高，其总碳含量为20.7%，折算成B4C含量为101.2%，生成了少量的高硼相。
Chen X等还通过管式炉碳热还原法，用粉气流粉碎粉末制备出的碳化硼的平均粒径为20.4 μm。
碳热还原法尽管大多用于工业，但还有很多缺点，如制备过程更加复杂。
2 自蔓延高温合成法（SHS）自蔓延高温合成法是20世纪60年代发展起来的一种制备新型的无机难熔材料的工艺。
其反应过程如下。
具体步骤：按一定比例，将镁粉（或者铝粉）、碳粉和氧化硼粉末均匀混合后，压制成坯体，在氩气氛围中点燃，然后酸洗得到碳化硼粉末，发生反应如式（3）所示。
6Mg+2B2O3+C=B4C+6MgO （3）张廷安等人对B2O3-Mg-C反应体系进行绝热温度计算，确定该体系具有可行性，温度可降到650 ℃左右，极大地降低能耗。
并且制备出了B4C晶粒细小的完整单晶，同时也含有不完整的单晶。
Berchmans等以Ca为还原性金属、用Na2B4O7为硼源、石油焦作为碳源，利用该方法在较低温度下得到B4C粉末。
自蔓延高温合成法的优势在于：在难熔材料合成方面具有合成时间短、能耗低；用此方法合成出的B4C粉纯度较高而且原始粉末粒度较细（0.1～4 μm）；但缺点是：在反应物中残留的MgO极难彻底去除，必须用附加工艺洗去，这是工艺中应该进一步研究的问题。
碳化硼陶瓷的制备
碳化硼陶瓷的制备1 碳化硼陶瓷的制备方法1.1 碳化硼粉末的合成根据合成碳化硼粉末所采用的反应原理、原料及设备的不同，碳化硼粉末的工业制取方法主要有高温自蔓延合成法（SHS）和碳管炉、电弧炉碳热还原法，近年来还出现了激光化学气相反应法、溶胶－凝胶碳热还原法等。
1.1.1 碳管炉、电弧炉碳热还原法这是合成碳化硼粉末最常用的方法，早在化学计量的B4C被确定（1934年）后不久，电炉生产工业碳化硼的研究即取得成功，碳化硼作为磨料开始在工业上得到应用。
将硼单质或含硼的化合物与碳粉或含碳的化合物均匀混合后放入高温设备，例如碳管炉或电弧炉中，通以保护气体或N2在一定温度下合成碳化硼粉末，基本的化学方程式为：2B2O3(4H3BO3)+7C=B4C+6CO2(g)+6H2O(g)这种方法的优点是：设备结构简单、占地面积小、建成速度快、工艺操作成熟、稳定。
但该法也有较大的缺陷，包括能耗大、生产能力较低、高温下对炉体的损坏严重，尤其是合成的原始粉末平均粒径大（20～40μｍ），作为烧结碳化硼的原料还需要大量的破碎处理工序，大大增加了生产成本。
1.1.2 自蔓延高温合成法自蔓延高温合成法（SHS）是利用化合物合成时的反应热，使反应进行下去的一种工艺方法。
由前苏联物理化学研究所的MerzhahovG，BorovlnskayaLp发明，并成功制备了多种高纯度的陶瓷粉末，例如B4C、BN等。
由于此法制备碳化硼时多以镁作为助熔剂，故又称镁热法。
与其他方法相比，具有反应温。
度较低（1273～1473K）、节约能源、反应迅速及容易控制等优点，所以合成的碳化硼粉的纯度较高且原始粉末粒度较细（0.1～4μｍ），一般不需要破碎处理，是目前合成碳化硼粉的较佳方法，缺点是反应物中残留的MgO必须通过附加的工艺洗去，且极难彻底除去。
1.1.3 激光诱导化学气相沉积法激光诱导化学气相沉积法（LICVD）是利用反应气体分子对特定波长激光束的吸收而产生热分解或化学反应，经成核生长形成超细粉末。
碳化硼生产工艺流程和配方
碳化硼生产工艺流程和配方
1、直接合成法：利用原料经预处理可改变其粒度与种类，使原料达到纳米级。
处理过的单质硼、碳可以在以下条件下反应：1）真空脉冲电流，可获得粒度400nm的粉料；2）还原性气氛条件下在低温（800~900℃）可获得粒度100nm的粉料；3）惰性气氛条件下在1950℃下可获得粒度150~500nm的粉料。
在原料选择上，硼原料通常选择无定型硼粉，碳原料选择石墨或者高纯碳粉。
产物的纯度高，但因过程中原料扩散缓慢、原料昂贵而不被广泛应用于工业生产。
2、碳热还原法：碳热还原法应用广泛，是碳化硼实际生产中的主流方法。
该方法是在惰性气氛条件下（Ar）用石油焦、碳粉还原硼酸、氧化硼的工艺方式。
主要反应条件有以下两种：
（1）电弧炉碳热还原法。
该方法利用三相交流电在炉中产生的高温弧光来达到反应条件，工业中的电弧炉多为5000和30000kVA，最高可以达到2500℃。
该方法在高温下有大量的CO产生，同时温度过高会降低原料的利用率。
（2）碳管炉碳热还原法。
该方法较于电弧炉的优点是不存在区
域温度不均的而造成的过程进行不彻底，且成本较高。
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工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald146碳化硼（B 4C）具有比重小、研磨效率高、强度高、耐高温、良好的中子吸收能力，并且化学稳定性好等特点，广泛用于硬质材料的磨削、轻质防弹装甲、核反应堆的屏蔽材料、高级耐火材料和火箭的固体燃料等各个领域[1]，所以如何提高B 4C的品质是材料工作者比较关心的热点问题之一。
1 碳热还原法碳热还原法是最早被用于制备碳化硼粉末的方法，得到碳化硼[2]，并遵循以下原理：2B 2O 3(c)+7C(c)＝B 4C(c)+6CO(g) (1)4H 3BO 3(c)+7C(c)＝B 4C(c)+6CO(g)+6H 2O(g) (2)于国强[3]等人采用此方法制备了碳化硼粉末，讨论了硼碳比、粉碎过程和煅烧合成等工艺参数对合成粉末性能的影响。
当煅烧合成温度为1 800 ℃、保温40 m i n，在硼碳比为0.86的条件下制备出的碳化硼纯度最高，其总碳含量为 20.7%，折算成B 4C含量为101.2%，生成了少量的高硼相。
Che n X [4]等还通过管式炉碳热还原法，用粉气流粉碎粉末制备出的碳化硼的平均粒径为20.4 μm。
碳热还原法尽管大多用于工业，但还有很多缺点，如制备过程更加复杂。
2 自蔓延高温合成法（SHS）自蔓延高温合成法是20世纪60年代发展起来的一种制备新型的无机难熔材料的工艺。
其反应过程如下[5]。
具体步骤：按一定比例，将镁粉（或者铝粉）、碳粉和氧化硼粉末均匀混合后，压制成坯体，在氩气氛围中点燃，然后酸洗得到碳化硼粉末，发生反应如式(3)所示。
6Mg+2B 2O 3+C＝B 4C+6MgO (3)张廷安[6]等人对B 2O 3-M g-C反应体系进行绝热温度计算，确定该体系具有可行性，温度可降到650 ℃左右，极大地降低能耗。
并且制备出了B 4C晶粒细小的完整单晶，同时也含有不完整的单晶。
B e r c h m a n s 等[7]以Ca为还原性金属、用Na 2B 4O 7为硼源、石油焦作为碳源，利用该方法在较低温度下得到B 4C 粉末。
自蔓延高温合成法的优势在于：在难熔材料合成方面具有合成时间短、能耗低；用此方法合成出的B 4C粉纯度较高而且原始粉末粒度较细(0.1～4 μm)[5]；但缺点是:在反应物中残留的M gO极难彻底去除，必须用附加工艺洗去，这是工艺中应该进一步研究的问题。
3 元素直接合成法元素直接合成法是直接将碳粉和硼粉球磨混匀后，在1 700 ℃～2 100 ℃下发生反应，并通氩气保护。
其反应式为：4B+C＝B 4C (4)近年来，直接合成化法用于超细碳化硼粉末的制备得到了较快发展，研究者将其他方法与直接合成化法联合使用得到B 4C粉末。
Romos A S等[8]将机械合金化法（M A）用于该方法中，在经过90 h的高能球磨之后的硼粉和碳粉，合成的B 4C粉末粒度小于1 μm。
元素直接合成法反应机理简单，合成的碳化硼粉末纯度高、B/C比例易控制，但因硼粉价格很高，合成成本较高，使其在工业生产中无法普及，只能在实验室条件下进行。
4 机械合金化法机械合金化法（MA）是一项非平衡材料制备的新技术。
制备碳化硼粉末的具体工艺是：将氧化硼、石墨粉和镁粉作为原料，经球磨机研磨后在略高于室温的条件下诱导化学反DOI：10.16660/ k i.1674-098X.2017.11.146碳化硼的制备方法聂亚男（沈阳工业大学理学院应用化学系 辽宁沈阳 110870）摘 要：碳化硼（B 4C）具有优良的物理及化学性能，广泛应用于各个领域。
目前为止制备碳化硼粉末的方法主要有元素直接合成法、碳热还原法、自蔓延高温合成法、机械合金化法和溶胶凝胶法等。
该文概述了制备碳化硼粉末各方法的主要特点及最新的研究进展。
关键词：碳化硼 制备方法 主要特点中图分类号：TQ174文献标识码：A文章编号：1674-098X(2017)04(b)-0146-03工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald147应合成碳化硼材料，发生的反应如下：2B 2O 3+5Mg+C＝B 4C+5MgO+CO (5)谢洪勇[9]通过机械合金化与镁热法相结合，诱导化学反应，制备出碳化硼，用三线法和最小二乘法计算出制备的碳化硼的晶格常数a=0.5628 n m，c=1.2186 n m，与文献内容相一致。
目前，机械合金化法仍处于实验阶段，走向工业生产还需要做大量研究。
在该反应体系中，由于增加的球磨过程，很可能在产物中带入金属杂质（如Fe、M g等），使得在后续还需对产物进行纯化处理才能得到最终产物[10]。
5 化学气相沉积法化学气相沉积制备B 4C粉末的方法可分为：常规的大气或低压法（c-CV D/L PCV D）、热丝法（H FCV D）、激光诱导沉积法（L ICV D）、等离子增强法（P ECV D）和同步加热辐照法（SRCV D）[11-13]。
O y a m a 等[14]将钕钇铝石榴石激光作为激光源，使用BCl 3和C 6H 6当作反应气体，制备出粒度为14～33 n m的石墨包覆B 4C的纳米粉末。
6 低温裂解法低温裂解法是无机物或金属醇盐经过溶液、溶胶、凝胶3种形态进行固化，再经高温热处理后成为化合物固体的方法，能在分子水平上设计并控制材料的均匀性及粒度，得到高纯、超细、均匀的纳米材料[15]。
反应原理一般为式（1）及式（2）。
利用此方法研究最多的是体系是硼酸-柠檬酸凝胶反应体系，并且取得了比较好的效果。
Had i a n等[16]硼酸-柠檬酸凝胶反应体系中的反应时间、温度和不同的原料配比对合成B 4C的影响，结果表明，当硼酸与柠檬酸的初始比为2.2∶1，在1 500 ℃下热处理3.5 h 后，产物中游离碳的含量仅为2.38%。
还有很多人以PVA 和硼酸为原料，合成聚乙烯醇硼酸酯（P V BO）凝胶作为前驱体制备出了B 4C粉末。
张云霏[17-18]考察了PVA的聚合度和聚乙烯醇-硼酸摩尔配比对聚合反应的影响，并获得粒径为6 μm左右的B 4C粉体。
同时也有人对碳化硼的晶型进行研究。
A m i r Fa t h i [19]等人按照H 3B O 3∶P VA:=2.2∶2.7的比例制备出P V B O 有机前驱体，在700 ℃～900 ℃下低温裂解后，在1 400 ℃～1 600 ℃下高温煅烧，成功制备出平均粒径为81 n m 的含有少量游离碳的纳米B 4C,观察发现粉末大部分由均匀的超细球形颗粒组成。
Shampa Monda l [20]等人用相同的原料利用溶胶-凝胶方法，在400 ℃和800 ℃条件下分别制备出的碳化硼粉末均为正交晶体结构。
林爽[21]通过正交试验，利用X PS和化学分析方法观察到PV BO有机前驱体的裂解产物主要是C和B 2O 3，并且分布状况为B 2O 3附着镶嵌在C基体的孔隙结构中。
与以上的制备方法相比，溶胶-凝胶法具有许多优点：反应从溶液开始，各组分比例易控，均匀度能达到分子水平；反应温度较低，一般为室温或稍高温度，能避免杂质的介入，进而保证最终产品纯度；并且可根据需要，在不同阶段，制取功能材料，如薄膜、纤维[10]。
7 结语目前制备B 4C粉末的方法有很多，各有优势。
除碳热还原法已用于工厂生产外，其他方法大多处于实验室研究阶段，其中自蔓延高温合成法、机械合金化学法等方法可以制备出超细B 4C粉末，是实现工业化生产的潜在重要方法；化学气相沉积法可根据需求制备出各种化学计量比的C/B 4C粉末；直接合成法和非氧硼化物为原料的溶胶凝胶法可制备高化学计量比的B 4C粉末，这些研究工作的开展，为制备高性能B 4C粉末提供更多的选择。
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