Els aliatges de silici-bari es produeixen fent reaccionar compostos de bari reduïts (com BaO o BaCO₃) amb silici (o ferrosilici), utilitzant qualsevolMètode tèrmic dels electrosilicats, omètode tèrmic{0}d'alumini.
1. mètode tèrmic per a la producció de silici (fusió en un forn d'arc elèctric)
Aplicabilitat: Apte per a la producció industrial a gran escala, de baix cost però de major consum d'energia.
Matèries primeres:
Font de bari: òxid de bari (BaO) o carbonat de bari (BaCO₃).
Agent reductor: ferrosilici (FeSi75), pols de silici (Si)
Agent de fusió: calç (CaO, regula la fluïdesa de l'escòria)
Procés:
Barreja d'ingredients:
Barrejar BaO (o BaCO₃), ferrosilici i calç segons la relació estequiomètrica (BaO : Si ≈ 1 : 1).
Reducció en un forn d'arc:
ENforn d'arc elèctric trifàsic, escalfat a1400 ~ 1600 graus, BaO es redueix per Si:
BaO+Si→BaSi+SiO2
El ferro (Fe) del ferrosilici no participa en la reacció i es converteix en un aliatge (Fe-Ba-Si).
Separació d'or d'escòries:
L'aliatge de silici-bari (més dens) s'enfonsa al fons del forn, l'escòria de silicat de calci (CaSiO₃) flota cap amunt.
Colada i trituració:
L'aliatge líquid s'aboca en lingots i, després de refredar-se, s'aixafa en productes grumolls o granulars.
Característiques:
El producte conté aproximadament un 30% ~ 50% Ba, la resta - Si i una petita quantitat de Fe.
Cal controlar l'alcalinitat de l'escòria (CaO/SiO₂) per millorar la recuperació de bari.
2. Mètode tèrmic per a la producció d'alumini (síntesi d'alta temperatura autopropagada, SHS)
Aplicació: Apte per a la producció de petits lots de SiBa d'alta puresa, la reacció és vigorosa i requereix un control estricte.
Matèries primeres:
Font de bari: BaO o BaCO₃.
Agent reductor: pols d'alumini (Al).
Generador de calor: clorat de potassi (KClO₃, exotèrmic auxiliar)
Procés:
Barreja d'ingredients:
Barregeu BaO, pols d'Al i una petita quantitat de KClO₃ segons la relació estequiomètrica (BaO : Al ≈ 3 : 2).
Reacció de calcinació:
Cremantgresol de magnesiper iniciar una reacció aluminotèrmica (per sobre de 2000 graus):
3BaO + 2Al → 3Ba + Al2O3 + una gran quantitat de calor.
El bari (Ba) resultant es combina amb silici (Si) per formar l'aliatge BaSi.
Separació per sedimentació:
L'aliatge de silici líquid-bari s'enfonsa al fons i l'escòria d'Al₂O₃ sura cap amunt.
Refinació i fosa:
Es fa passar un gas inert (per exemple Ar) per l'aliatge per eliminar les impureses, si cal, i els lingots es colen.
Característiques:
El producte pot contenir fins a un 60% o més de Ba, amb un alt grau de puresa.
La reacció és violenta, es requereixen mesures a prova d'explosió i és adequada per a la investigació de laboratori o la preparació d'aliatges especials.