背景及概述^[1][2]

硼化鈣黑色立方系晶體。相對(duì)密度2.3。不溶于水，微溶于濃硫酸?？膳c氟、氯、硝酸、過(guò)氧化氫等強(qiáng)氧化劑作用，與堿作用緩慢，但與氧化劑作用劇烈。制法：800℃下，以鋁化鈣還原硼酐，或硼酐與碳化鈣作用可得。用途：用作高導(dǎo)銅脫氧劑、電子材料、合金等。高純硼化鈣CaB6是高科技新型材料，可用作核反應(yīng)堆防中子輻射填序料、超導(dǎo)銅冶煉時(shí)的除氧提硫添加劑、超級(jí)輕質(zhì)耐火材料、高級(jí)軍工及國(guó)防工業(yè)用的硼鋼等功用。

以往，該項(xiàng)材料及其生產(chǎn)技術(shù)只有國(guó)外少數(shù)幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家(德、美、日)掌握，產(chǎn)品銷(xiāo)售壟斷現(xiàn)象非常嚴(yán)重，價(jià)格驚人。目前國(guó)外采用的是自蔓燃法這種化學(xué)方法生產(chǎn)高純硼化鈣，該方法污染大、安全系數(shù)小，需要有先進(jìn)的化工生產(chǎn)工藝和保證環(huán)保要求的先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，無(wú)疑將大大提高生產(chǎn)成本，再者，按此方法獲得的產(chǎn)品存在產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，易揮發(fā)氧化的缺點(diǎn)。

制備^[3-4]

方法1：一種硼化鈣的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

A、將粉末狀的碳化硼和氧化鈣按照摩爾比3∶2的比例混合；

B、將步驟A中的混合物在1700-1800℃的溫度下在空氣中燒結(jié)1-2小時(shí)，即可獲得硼化鈣。

方法2：硼化鈣的制備方法包括如下步驟：

一、混料；將碳化硼與含鈣原料按比例進(jìn)行混合，其混合過(guò)程可使用各種常規(guī)的混合設(shè)備，混合時(shí)間根據(jù)原料的多少確定，一般不少于30-60分鐘。該碳化硼可采用市售磨料級(jí)碳化硼。該含鈣原料可為氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、碳酸氫鈣、草酸鈣中至少之一，其粒度規(guī)格為不大于325目，純度不低于97％，其中碳化硼為粒度25～325目范圍內(nèi)的產(chǎn)品，其純度不低于95％。根據(jù)實(shí)際情況，該混料中還可添加活化劑，其純度不低于99％，粒度不大于352目。該活化劑可為碳粉及硼單質(zhì)，其使用量不超過(guò)原料總量的5-8％，使用碳粉為活化劑時(shí)，可使用石墨、活性炭或其他碳粉。本實(shí)施例中，各原料的重量比例分別為碳化硼51-55份、含鈣原料38-49份，活性劑0-25份。

二、壓制成型；為便于反應(yīng)過(guò)程中生成的氣體能順利排出，可通過(guò)模具及壓機(jī)將混合后的原料壓制成一定形狀的料塊，具體尺寸可根據(jù)后續(xù)的燒結(jié)設(shè)備而定，一般不大于100×100×100mm的中部帶孔的方體或圓柱體。

三、真空或惰性氣體的環(huán)境下燒結(jié)；將混料在真空或惰性氣體的環(huán)境下進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)反應(yīng)，該燒結(jié)設(shè)備可為感應(yīng)爐或電阻爐等各種真空燒結(jié)設(shè)備，并于燒結(jié)前及燒結(jié)過(guò)程中均要保證一定的真空度，以利于及時(shí)排出空氣及反應(yīng)生成的氣體。該燒結(jié)溫度為1650-2000℃，燒結(jié)時(shí)間為5-8小時(shí)。

四、產(chǎn)品的后續(xù)處理；將步驟三中制得的物料進(jìn)行簡(jiǎn)單分散后便可篩分得到硼化鈣產(chǎn)品。必要時(shí)，制得的產(chǎn)品可進(jìn)一步水洗及分級(jí)，以利于得到純度和粒度更好的硼化鈣產(chǎn)品。

應(yīng)用^[5-8]

1）硼化鈣陶瓷粉末，包括如下步驟：將氧化鈣和硼粉均勻混合干燥，并放入高溫反應(yīng)爐中；高溫反應(yīng)爐加熱處理前進(jìn)行抽真空處理；在真空與惰性氣體保護(hù)條件下，使氧化鈣和硼粉高溫反應(yīng)；將六硼化鈣陶瓷粉分離、提純；將分離提純的六硼化鈣陶瓷粉末進(jìn)行球磨處理，得到均勻分散的六硼化鈣陶瓷粉末。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)，制造成本低廉，所制備的六硼化鈣陶瓷粉末顆粒小、分散均勻。

2）制備一種添加硼化鈣的鋼包噴補(bǔ)料，所述鋼包噴補(bǔ)料包括以下重量份的組分：0＞粒度≥1mm的鎂砂25～52份，1mm＞粒度≥3mm的鎂砂25～52份，粒度為200目的鎂砂18～28份，硼化鈣1～2份，CA?50水泥0.5～5份，膨潤(rùn)土0.5～5份，硅酸鈉1～8份，改性瀝青0.5～7份。本發(fā)明所制備的鋼包噴補(bǔ)料具有良好的抗氧化性與抗剝落性，且流動(dòng)性好，使用壽命高，更適用于大型化的鋼包使用。

3）制備一種六硼化鈣增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料。該制備方法以鋁-硼中間合金和純鈣作為元素硼及鈣的來(lái)源。制備方法是首先在熔煉爐中將鋁-硼中間合金熔化并升溫至900-1300℃，然后加入純鈣，保溫并機(jī)械攪拌均勻后直接澆注成錠。利用該方法制備六硼化鈣增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料，工藝簡(jiǎn)單，成本低，制備的六硼化鈣增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料具有低電阻率、低線性熱膨脹系數(shù)和高硬度等優(yōu)點(diǎn)。

4）制備一種回轉(zhuǎn)窯耐火材料，包括以下重量份的原料：包括以下重量份的原料：鋁礬土70～80份，硅酸鋁纖維1～3份，二氧化硅6～8份，六硼化鈣3～6份，水8～10份，氮化鋯6～12份。

本發(fā)明提出的回轉(zhuǎn)窯耐火材料，以鋁礬土為主要原料，材料成本低，獲取方便的同時(shí)，鋁礬土具有穩(wěn)定性強(qiáng)的化學(xué)性能和良好的物理性能；加入硅酸鋁纖維作為原料之間的縫隙填充料，熱穩(wěn)定性好且具有抗熱震性能，具有優(yōu)良的吸音性，有利于回轉(zhuǎn)窯的消音；加入六硼化鈣作為防氧化劑實(shí)現(xiàn)耐火材料的抗氧化效果，提高耐火材料的耐腐蝕性且性質(zhì)穩(wěn)定，同時(shí)，應(yīng)用過(guò)程中不易燃且無(wú)毒性：加入氮化鋯增強(qiáng)了耐火材料的耐磨和抗氧化效果，延長(zhǎng)了使用壽命。

主要參考資料

[1] 化合物詞典

[2] CN200910071573.2高純硼化鈣的生產(chǎn)方法

[3] CN201210166757.9一種硼化鈣的制備方法

[4] CN201610310837.5硼化鈣的制備方法

[5] CN201410566210.7一種六硼化鈣陶瓷粉末制備方法

[6] CN201711170473.6一種添加硼化鈣的鋼包噴補(bǔ)料及其制備方法

[7] CN201310165038.X一種六硼化鈣增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料的制備方法

[8]CN201910245999.9一種回轉(zhuǎn)窯耐火材料