[发明专利]一种制备碳氮化硅的方法

权利要求书

1.一种制备碳氮化硅的方法，将含硅固体原料和含碳固体原料混合形成固体原料，加料到反应炉中加热，加热过程中所述的固体原料在保护气氛中反应合成碳氮化硅，其特征在于：

所述的反应炉为：炉膛具有加热段的电加热回转窑 (以下称为直热式回转窑)，其中加热段设置有加热电源电极，通过该电极对处于加热段的被加热物料施加电压从而向被加热的物料馈入电流，利用在加热段堆积的被加热的物料的电阻发热加热被加热的物料；

所述的加热过程为：在直热式回转窑中，所述的固体原料依次经过预热、加热、降温，然后出料；在所述的加热段中，通过电源电极对处于所述的加热段中的所述的固体原料和/或其在所述的加热过程中变化所得的物料(以下统称为物料)直接通电，通过处于加热段的物料料堆自身的电阻发热而加热物料，并且所述的物料在直热式回转窑中经过的最高温度不低于1300℃；

所述的碳氮化硅具有形如SiC_xN_y的分子式或硅、碳、氮元素比例，其中0≤x≤2.2，0≤y≤4.4；

所述的保护气氛的气压小于等于5MPa。

2.根据权利要求1所述的一种制备碳氮化硅的方法，其特征在于：所述的含硅固体原料里面加入不超过硅元素质量30%的铁、钴、镍、钒、铬、锰、钛中的一种或一种以上的元素。

3.根据权利要求1至2中任何一项所述的一种制备碳氮化硅的方法，其特征在于：所述的含硅固体原料里面加入钠、钾的氯化物或碳酸盐、硝酸盐中的一种或者一种以上。

4.根据权利要求1至3中任何一项所述的一种制备碳氮化硅的方法，其特征在于：所述保护气氛为：氦气、氮气、氩气、氨气、氢气、一氧化碳、二氧化碳、气态碳氢化合物中的一种或一种以上的混合物或者抽真空。

5.根据权利要求1至4中任何一项所述的一种制备碳氮化硅的方法，其特征在于：所述的含碳固体原料为：煤、石墨、碳黑、活性炭、焦炭、石油焦、沥青、生物质材料、有机高分子、三聚氰胺、石蜡、糖中的一种或者一种以上的混合物。

6.根据权利要求1至5中任何一项所述的一种制备碳氮化硅的方法，其特征在于：对所述的物料直接通电的电压为10～2000伏特，电流为10～100000安培。

7.根据权利要求1至6中任何一项所述的制备碳氮化硅的方法，其特征在于：所述的直热式回转窑为中国专利CN103335513A披露的电加热回转窑或者申请号为2018213775312的中国专利申请所披露的电加热回转窑。

8.根据权利要求1至7中任何一项所述的制备碳氮化硅的方法，其特征在于：在所述的直热式回转窑的加热段前设置有预热段和/或在所述的加热段后设置有降温段。

9.根据权利要求1至8中任何一项所述的一种制备碳氮化硅的方法，其特征在于：所述的保护气氛从直热式回转窑的出料端进入，并在直热式回转窑中与物料在直热式回转窑旋转轴方向上的运动方向逆向流动，尾气从直热式回转窑或直热式立窑的进料端撤出。

10.根据权利要求1至9中任何一项所述的一种制备碳氮化硅的方法，其特征在于：所述的直热式回转窑加热段的耐火材料为氧化镁、氧化铝、碳氮化硼、石墨中的一种或一种以上的混合物。