《表2 不同工艺下碳热还原法制备B4C的对比》

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《碳化硼粉体合成方法的研究进展》

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虽然碳热还原法生产的B4C已经实现工业化应用，但是粉体制备过程能耗高、污染大，生产工艺严格，产物纯度和粒度难以控制。为了降低能耗、减少成本，提高产品纯度，生产粒径小的B4C，许多研究者结合一些辅助方法，使用低价的碳源和硼源，对传统的碳热还原法进行了改进。这些改进主要有:使用有机物前驱体法、溶胶凝胶法等低温合成方法以及不同碳源和硼源的替代，其中酚醛树脂、聚乙烯醇等大分子有机物可以用来制备粒度更细的B4C。Alizadeh等[38]以H3BO3为硼源，分别以石油焦和活性炭为碳源，在氩气气氛、1 400℃下合成粒度为20～50μm的超纯B4C，同时研究表明加入Na Cl能提高B4C纯度。Joshua等[39]以H3BO3和蔗糖为原料，通过控制干燥过程中前驱体溶胶凝胶的含水量，在氩气气氛、1 400℃下加热4 h合成1～5μm的B4C颗粒。Najafi等[40]以酚醛树脂和三甲基硼为原料，HCl为催化剂，1 270℃保温1 h得到20～30 nm的B4C颗粒，如图2a所示。Nazar等[41]以PVA和H3BO3为原料，通过缩合反应制备溶胶前驱体，热处理后得到平均晶粒尺寸为39.8 nm的B4C，产物主要为纳米尺寸的颗粒状和纤维状形貌，如图2b所示。Xu等[42]以碳化细菌纤维素、B2O3、无定形硼粉为原料，在管式炉中氩气气氛下1 350℃保温4 h得到片状组成的网络结构B4C，如图2c所示。表2对比了不同反应条件下碳热还原法制备B4C的研究结果。