路不易堵塞，回收 率高于99. 5%;
[0034] (4)制备的高纯氮化娃粉中a-Si3M的含量大于95%，最高可达到98%;
[0035] (5)将纯化后的二亚氨基娃直接进行热处理可W避免副产物氯化锭对反应设备的 堵塞和腐蚀；
[0036](6)将纯化后的二亚氨基娃在不同的溫度和时间下在热处理设备中进行处理，可 获得不同粒度的纳米或微米级粉体，粉体颗粒为球形；
【具体实施方式】
[0037] 下面的实施例用于对本发明的内容进行进一步的说明。
[0038] 实施例1 :将500ml石英玻璃反应蓋放置在-40°C低溫槽中，用氮气反复置换反应 蓋中的气体至少3次，将反应蓋内充满氮气。先加入150ml的有机混合溶液和200ml的液 氨，再加入20g四氯化娃后用揽拌器进行快速揽拌。
[0039] 反应生成物二亚氨基娃、氯化锭与剩余未反应的液氨、有机溶液形成酸奶状的疏 松混合物。等待沉淀15min后，二亚氨基娃将沉积于反应蓋上层3液氨层的下部。将上层 的液氨抽出，重新加入100mL干净液氨并进行揽拌。等待沉淀15min后抽出反应蓋上层的 液氨，并反复6次将氯化锭洗涂萃取干净。洗涂萃取时管路9 口部使用孔径为Iym四氣乙 締滤膜防止穿滤，洗涂萃取6次后二亚氨基娃的回收率高于99. 8%。
[0040] 将石英玻璃反应蓋移出低溫槽，让反应蓋中的少量液氨升溫挥发。然后将反应蓋 放入加热炉中缓慢升溫至在5(TC~9(TC，快速揽拌将其中有机液体挥发。将烧结炉继续升 溫至1200°C，二亚氨基娃即可全部转变为非晶态氮化娃。
[0041] 将非晶态氮化娃从石英玻璃反应蓋中取出，放入赔烧容器中置于气氛炉中在氮气 保护下W热处理溫度为1450°C±3(TC，保溫1 + 0. 5小时，可获得a-Si3M含量97. 8%，氧 元素含量（Wt% )〈0.8%，碳元素含量（Wt% )〈0.2%，氯元素含量（ppm)〈200,粒度D50 为0. 5ym，比表面积为IOm2的球形氮化娃粉。
[0042] 实施例2:将500ml石英玻璃反应蓋放置在-40°C低溫槽中，用氮气反复置换反应 蓋中的气体至少3次，将反应蓋内充满氮气。先加入150ml的有机混合溶液和200ml的液 氨，再加入20g四氯化娃后用揽拌器进行快速揽拌。
[0043] 反应生成物二亚氨基娃、氯化锭与剩余未反应的液氨、有机溶液形成奶油状的疏 松混合物。等待沉淀30min后，二亚氨基娃将沉积于反应蓋上层3液氨层的下部。将上层 的液氨抽出，重新加入100mL干净液氨并进行揽拌。等待沉淀30min后抽出反应蓋上层的 液氨，并反复8次将氯化锭洗涂萃取干净。洗涂萃取时管路9 口部使用孔径为0. 45ym四 氣乙締滤膜防止穿滤，洗涂萃取8次后二亚氨基娃的回收率高于99. 6%。
[0044] 将石英玻璃反应蓋移出低溫槽，让反应蓋中的少量液氨升溫挥发。然后将反应蓋 放入加热炉中缓慢升溫至在5(TC~9(TC，快速揽拌将其中有机液体挥发。将烧结炉继续升 溫至1200°C，二亚氨基娃即可全部转变为非晶态氮化娃。
[0045] 将非晶态氮化娃从石英玻璃反应蓋中取出，放入赔烧容器中置于气氛炉中在氮气 保护下W热处理溫度为1500°C±3(TC，保溫1 + 0. 5小时，可获得a-Si3M含量95%，氧元 素含量（Wt% )〈0.85%，碳元素含量（Wt% )〈0.1%，氯元素含量（卵m)〈10,粒度D50为 0. 8ym，比表面积为7m2的球形氮化娃粉。
[0046] 表1是不同洗涂萃取次数并且是否揽拌烘干有机液体后制备的氮化娃粉中氯元 素和碳元素的含量对比
[0047] 表1氮化娃粉中氯元素和碳元素的含量对比
[0048]
[0049] 从表1可看出洗涂萃取的次数超过6次就对氮化娃粉中的氯元素有明显的影响， 而揽拌烘干工序则可W在一定程度上减小碳元素对氮化娃粉的污染。
[0050] 表2是不同热处理溫度保溫1小时制备的氮化娃粉中非晶氮化娃、a氮化娃、0 氮化娃及粉体比表面积的对比
[0051] 表2非晶氮化娃、a氮化娃、0氮化娃及粉体比表面积的对比
[0052]
[0053]从表2可看出热处理溫度对氮化娃粉的非晶、a、e相含量，比表面积、粒径有明 显的影响，随着热处理溫度的提高a氮化娃的含量在1450°C出现了最大值，而比表面积和 则粒径随着热处理溫度的提高趋于减小。
【主权项】
1. 一种制备纳米微米级球形氮化硅粉的方法，其特征在于，按以下步骤进行： 1) 将液态四氯化硅通入装入了液氨和有机溶液的石英玻璃反应器中，反应温度 为-60°C ~-35°C ; 2) 将反应器中的反应物搅拌后可得到含有有机溶液的二亚氨基硅粉体和氯化铵粉 体； 3) 等待二亚氨基硅粉体和氯化铵粉体沉淀5min~30min后，将上层液氨抽出，抽出液 氨时采用聚四氟乙稀微孔滤膜过滤，孔径为〇. 22 ym~2 ym ; 4) 再另外加入干净的液氨后搅拌，等待沉淀5min~30min后抽出上层液氨，反复抽取、 搅拌、沉淀4~10次，即可将氯化铵完全洗涤萃取，得到提纯后的二亚氨基硅； 5) 将石英反应器和二亚氨基硅一起放入加热炉中，在50°C~90°C下搅拌烘干含有的 有机溶液； 6) 将石英反应器继续升温至1000°C~1200°C，即可获得非晶态氮化硅粉； 7) 将非晶态氮化硅粉移入焙烧容器中，在氮气的保护下升温至1300°C~1550°C可获 得晶态氣化娃粉。2. 根据权利要求1所述的一种制备高纯度纳米微米级球形氮化娃粉的方法，其特征在 于：步骤1)所述的液氨纯度高于99. 99%，四氯化硅纯度高于99. 999%。3. 根据权利要求1所述的一种制备高纯度纳米微米级球形氮化娃粉的方法，其特征在 于：步骤1)所述的有机溶液为环己烷、苯和甲苯的两种或三种混合物，其质量比例为环己 烷40%~80%，苯20%~40%，甲苯20%~40%。4. 根据权利要求1所述的一种制备高纯度纳米微米级球形氮化娃粉的方法，其特征在 于，所述的反应器为石英玻璃反应器。5. 根据权利要求1所述的一种制备高纯度纳米微米级球形氮化娃粉的方法，其特征在 于，所述的焙烧容器为碳化硅、氮化硅或两者结合的材质。
【专利摘要】本发明公开了一种制备高纯度微米纳米级氮化硅粉的方法，包括：将液态四氯化硅加入液氨和有机溶液的石英玻璃反应器中反应，随后得到酸奶状混合物；等待沉淀后，抽出上层液氨并重新加入干净的液氨后搅拌、沉淀、萃取杂质氯化铵；将反应器和二亚氨基硅移入加热炉中，搅拌烘干有机溶液，随后继续升温获得非晶态氮化硅粉；将非晶态氮化硅粉移入碳化硅或氮化硅材质的容器中，焙烧可获得晶态氮化硅粉。本发明低温反应制备了二亚氨基硅粉体，并用液氨洗涤萃取氯化铵提纯，后经多次热处理形成高纯度纳米微米级球形氮化硅粉。本发明的制备过程快速，产量、回收率高，易于控制和提高氮化硅粉的纯度并工业规模化生产。
【IPC分类】C01B21/068, B82Y30/00
【公开号】CN105236363
【申请号】CN201510657967
【发明人】杨乐, 袁济青
【申请人】杨乐
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月12日