Silīcija-bārija sakausējumus ražo, reducētiem bārija savienojumiem (piemēram, BaO vai BaCO₃) reaģējot ar silīciju (vai ferosilīciju), izmantojot vai nuelektrosilikāta termiskā metode, vaialumīnija-termiskā metode.
1. termiskā metode silīcija iegūšanai (kausēšana elektriskā loka krāsnī)
Piemērojamība: Piemērots liela mēroga rūpnieciskai ražošanai, zemas izmaksas, bet lielāks enerģijas patēriņš.
Izejvielas:
Bārija avots: bārija oksīds (BaO) vai bārija karbonāts (BaCO₃).
Reducētājs: ferosilīcijs (FeSi75), silīcija pulveris (Si)
Kausēšanas līdzeklis: kaļķis (CaO, regulē izdedžu plūstamību)
Process:
Sastāvdaļu sajaukšana:
Sajauciet BaO (vai BaCO₃), ferosilīciju un kaļķi atbilstoši stehiometriskajai attiecībai (BaO : Si ≈ 1 : 1).
Samazināšana loka krāsnī:
INtrīsfāzu elektriskā loka krāsns, uzsildīts līdz1400-1600 grādi, BaO samazina Si:
BaO+Si→BaSi+SiO2
Dzelzs (Fe) ferosilīcijā nepiedalās reakcijā un nonāk sakausējumā (Fe-Ba-Si).
Izdedžu zelta atdalīšana:
Silīcija-bārija sakausējums (blīvāks) nogrimst krāsns apakšā, uzpeld kalcija silikāta izdedži (CaSiO₃).
Liešana un drupināšana:
Šķidru sakausējumu ielej lietņos un pēc atdzesēšanas sasmalcina gabaliņos vai granulētos produktos.
Raksturlielumi:
Produkts satur apmēram 30% ~ 50% Ba, pārējais - Si un neliels daudzums Fe.
Lai uzlabotu bārija reģenerāciju, ir nepieciešams kontrolēt izdedžu sārmainību (CaO/SiO₂).
2. termiskā metode alumīnija ražošanai (pašizplatīšanās augstas temperatūras sintēze, SHS)
Pieteikums: Piemērots augstas tīrības pakāpes SiBa mazu partiju ražošanai, reakcija ir spēcīga un prasa stingru kontroli.
Izejvielas:
Bārija avots: BaO vai BaCO₃.
Reducētājs: alumīnija pulveris (Al).
Siltuma ģenerators: kālija hlorāts (KClO₃, papildu eksotermisks)
Process:
Sastāvdaļu sajaukšana:
Sajauciet BaO, Al pulveri un nelielu daudzumu KClO₃ atbilstoši stehiometriskajai attiecībai (BaO : Al ≈ 3 : 2).
Kalcinācijas reakcija:
Iedegotiesmagnija tīģelislai sāktu aluminotermisku reakciju (virs 2000 grādiem):
3BaO + 2Al → 3Ba + Al2O3 + liels siltuma daudzums.
Iegūtais bārijs (Ba) savienojas ar silīciju (Si), veidojot BaSi sakausējumu.
Sedimentācijas atdalīšana:
Šķidrais silīcija-bārija sakausējums nogrimst apakšā, un izdedži Al₂O3 peld uz augšu.
Rafinēšana un liešana:
Caur sakausējumu tiek izlaista inerta gāze (piemēram, Ar), lai vajadzības gadījumā noņemtu piemaisījumus, un lietņi tiek izlieti.
Raksturlielumi:
Produkts var saturēt līdz 60% vai vairāk Ba ar augstu tīrības pakāpi.
Reakcija ir vardarbīga, ir nepieciešami sprādziendroši pasākumi, un tā ir piemērota laboratorijas pētījumiem vai īpašu sakausējumu sagatavošanai.