Получение нитрида алюминия

[crunker]

Здравствуйте! В компании поставлена задача получения нитрида алюминия плазмохимическим способом по реакции азотирования алюминия (Al_(к)+1/2N_2(г) → AlN_(к), Δ_fH°298 = – 319 кДж/моль) из микронного порошка чистого алюминия с использованием установки с индуктивно-связанной азотной/аммиачной плазмы. 
Однако, несмотря на то, что результате плазмохимического синтеза получаются нанодисперсные порошки, особенностью плазмохимического синтеза является кратковременность пребывания реагентов в зоне реакции и, как следствие, отсутствие возможности в связи с непродолжительностью процесса обеспечить высокую степень превращения сырья в целевой продукт. Как правило, после окончания синтеза образуется двухкомпонентый порошок Al/AlN с содержанием нитрида около 30 %. В связи с не высоким выходом AlN у меня возникли некоторые вопросы, хотелось бы выслушать советы и рекомендации знающих людей.
1. Какими способами можно повысить содержание AlN в получаемом с помощью плазмохимического способа продукте?
2. Как можно отделить Al от AlN в получаемом продукте? 
2. Является ли экономическим целесообразным получение AlN в компании (для локального сбыта т.к. установка всего одна такая в компании) или намного выгоднее покупать уже готовый AlN?

[Максим0]

9 часов назад, crunker сказал:

Здравствуйте! В компании поставлена задача получения нитрида алюминия плазмохимическим способом по реакции азотирования алюминия (Al_(к)+1/2N_2(г) → AlN_(к), Δ_fH°298 = – 319 кДж/моль) из микронного порошка чистого алюминия с использованием установки с индуктивно-связанной азотной/аммиачной плазмы. 
Однако, несмотря на то, что результате плазмохимического синтеза получаются нанодисперсные порошки, особенностью плазмохимического синтеза является кратковременность пребывания реагентов в зоне реакции и, как следствие, отсутствие возможности в связи с непродолжительностью процесса обеспечить высокую степень превращения сырья в целевой продукт. Как правило, после окончания синтеза образуется двухкомпонентый порошок Al/AlN с содержанием нитрида около 30 %. В связи с не высоким выходом AlN у меня возникли некоторые вопросы, хотелось бы выслушать советы и рекомендации знающих людей.
1. Какими способами можно повысить содержание AlN в получаемом с помощью плазмохимического способа продукте?
2. Как можно отделить Al от AlN в получаемом продукте? 
2. Является ли экономическим целесообразным получение AlN в компании (для локального сбыта т.к. установка всего одна такая в компании) или намного выгоднее покупать уже готовый AlN?

Серебрянка замечательно горит в воздухе - в итоге получается смесь нитрида алюминия с корундом без остаточного металлического алюминия. Доля нитрида выходит около 70%. Если хотите чистый нитрид, попробуйте сжигать серебрянку в смеси хлора с азотом - хлор тут будет подогревающим компонентом.

[mirs]

В 01.07.2019 в 14:54, crunker сказал:

из микронного порошка чистого алюминия с использованием установки с индуктивно-связанной азотной/аммиачной плазмы. 

Кто Вам делал индуктор для получения плазмы? Аммиак там точно не нужен.

Изменено 3 Июля, 2019 в 09:56 пользователем mirs

[Максим0]

В 03.07.2019 в 18:14, Электрик по баням и саунам сказал:

Не верю, что в продукте сгорания хоть серебрянки, хоть более дисперсного алюминия на воздухе 70% нитрида образуется. Если только в замкнутой камере, где продукты не соприкасаются со свежим воздухом.

Именно в замкнутой шамотной камере в воздухе - обра, на открытом воздухе нитрид тоже образуется - но тутже догорает в корунд, в обескислороженном воздухе даже предварительно нагретая серебрянка гореть отказывается.

А что выйдет если сплавить цианамид кальция с алюминием? Расплав технического цианамида кальция можно отфильтровать через песок от всяких говн.

[dmr]

29 минут назад, Максим0 сказал:

Расплав технического цианамид

Он что не окисляется расплав

Скрытый текст

Температура плавления (в °C):

1300

Температура возгонки (сублимации) (в °C):

1200

на воздухе? 

Реагирует с кислородом при 420 С с образованием карбоната кальция и азота. [Лит.]

[mirs]

3 часа назад, Максим0 сказал:

Именно в замкнутой шамотной камере в воздухе - обра, на открытом воздухе нитрид тоже образуется

По ТЗ - изначально плазмохимия. Вы не путайте с камерой для горения.

 

В 01.07.2019 в 14:54, crunker сказал:

1. Какими способами можно повысить содержание AlN в получаемом с помощью плазмохимического способа продукте?

Уменьшить размер гранул порошка. Или уменьшить количество порошка в зоне реакции. Изменить параметры плазмы.

[Максим0]

2 часа назад, dmr сказал:

Он что не окисляется расплав

  Скрыть содержимое

Температура плавления (в °C):1300

Температура возгонки (сублимации) (в °C):1200

на воздухе? 

Реагирует с кислородом при 420 С с образованием карбоната кальция и азота. [Лит.]

Забыл что он легко возгоняется - но тем проще будет его почистить.

Но всё-таки что выйдет при сплавлении под небольшим давлением?