專利名稱：生產納米金屬粉裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種生產納米金屬粉末裝置技術領域。
為此發明人在專利申請號為01246486.4的中國專利“生產納米金屬粉裝置”詳細地報道了新的生產納米金屬粉裝置，它在內襯耐高溫材料的殼體的上部安置有等離子槍，對應地下部安置有裝盛金屬液體的坩鍋構成了蒸發器，同時殼體還開口連接有粒子控制器，粒子控制器另一出口連接有粒子收集器，粒子收集器有出料口和氣相出口，氣相出口通過管道和泵分別接殼體和粒子控制器的循環入口，它具有結構簡單、產量大、粒度容易控制優點，在工業上已經得到了推廣使用。在實踐中使用表明它還存在以下幾個不足1、等離子體開始加熱點火時，升溫速度過快，很難控制加溫速度，容易造成陶瓷坩堝破裂，影響設備正常生產使用；2、采用等離子體加熱時，要提高金屬的蒸發量往往受到等離子體加熱功率大小的限制，而為了提高金屬蒸發量，采用大電流工作情況下，等離子體槍的壽命就大大縮短。
本發明再一個目的在于提供一種進一步改進過的生產納米金屬粉裝置，它能避免蒸發器升溫過快造成坩堝破裂，同時提高金屬蒸發量，又避免造成等離子體槍壽命大大縮短的問題。
本發明第一個目的是這樣實現的該種生產納米金屬粉裝置，其特征在于在內襯耐高溫材料的殼體的上部安置有等離子槍，對應地下部安置有裝盛金屬液體的坩鍋，同時殼體還開口連接有粒子控制器，粒子控制器另一出口連接有粒子收集器，粒子收集器有出料口和氣相出口，氣相出口通過管道和泵分別接殼體和粒子控制器的循環入口。
上述的粒子控制器為一管道，管道中分布有氣體分布板，氣體分布板與粒子控制器的循環入口相通連接的。
本發明再一個目的是這樣實現的在上述的技術方案基礎上，殼體在蒸發器內安裝了中頻感應線圈。
與現有技術相比，本發明的優點在于采用轉移弧等離子體法，可以在1.2大氣壓到0.5大氣壓下操作，所以金屬蒸汽蒸發量大，可以達到較大生產量，而且粒子容易生長，在粒子控制器作用下，得到粒度分布較窄的納米金屬粉末，而且粒子大小可以達到幾十到幾千納米，進行人為控制，參見表1，根據通入氣體不同很容易得到各類氧化物、氮化物和碳化物粒子，并且結構簡單，容易制造。特別在蒸發器內設置了中頻感應線圈進行輔助加熱，在點火升溫階段，只使用中頻感應線圈來加熱，可以控制升溫速度，等到加熱到一定溫度后，再開啟等離子體加熱，這樣能有效地避免陶瓷坩堝破裂的現象，在等離子體加熱時，還可以同時開啟中頻感應加熱，使金屬蒸發量大大提高，從而提高生產能力，而等離子體槍的工作電流不用很大，避免其工作壽命大大縮短。例如在相同的等離子體加熱功率60KW，無中頻感應加熱，產量為1.2千克/小時，有中頻感應加熱50KW，產量可以提高到2.8千克/小時。
表1為各種納米金屬粉末實驗結果
圖1生產納米金屬粉裝置的結構原理圖
如圖所示意，該生產納米金屬粉裝置，其有裝置殼體1，殼體1中內襯耐高溫復合材料，使殼體1內部能容忍金屬沸點溫度，殼體的上部安置有等離子槍3，對應地下部安置有裝盛金屬液體的坩鍋2構成蒸發器，在蒸發器內安裝了中頻感應線圈9，中頻感應線圈通過電線連接在殼體外的控制裝置，該控制裝置在圖中未示意。當等離子槍3工作時，產生轉移等離子體弧8，使金屬汽化蒸發，在殼體1內產生蒸汽，殼體中上部還開口連接有粒子控制器5，來控制粒子生長，達到人們希望的尺度，在這里粒子控制器5采用一中空管道，管道中依次分布有多個氣體分布板，氣體分布板與粒子控制器5的循環入口相通連接的，從殼體中蒸發出來的金屬蒸汽在粒子控制器中受到溫度較低氣體激勵，受冷凝聚，所以粒子會不斷長大，所以通過調節氣體溫度，一定程度上能控制納米粒子尺度，粒子控制器5另一出口連接有粒子收集器6，粒子收集器6下部有出料口，符合我們需求的納米金屬粒子從這里導出，粒子收集器6上部是氣相出口，氣該相出口通過管道和泵7分別接殼體1和粒子控制器5的循環入口，使氣體循環使用，在殼體1上部還設置有金屬加料口，連接金屬固體加料機4以方便加料。為了冷卻，殼體1和粒子控制器5、粒子收集器6外部分布有通循環冷卻水的管道。該生產裝置在點火升溫階段，只使用中頻感應線圈來加熱，可以控制升溫速度，等到加熱到一定的溫度時，再開啟等離子體加熱，這樣能有效地防止陶瓷坩堝的破裂。采用等離子體加熱時，為了提高金屬蒸發量，可以同時使用中頻感應加熱，使金屬蒸發量大大提高，來提高生產能力，又避免等離子槍通過大的工作電流，降低其工作壽命現象。
權利要求
1.一種生產納米金屬粉裝置，其特征在于在內襯耐高溫材料的殼體(1)的上部安置有等離子槍(3)，對應地下部安置有裝盛金屬液體的坩鍋(2)，同時殼體還開口連接有粒子控制器(5)，粒子控制器另一出口連接有粒子收集器(6)，粒子收集器有出料口和氣相出口，氣相出口通過管道和泵(7)分別接殼體和粒子控制器的循環入口。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的粒子控制器(5)為一管道，管道中分布有氣體分布板，氣體分布板與粒子控制器的循環入口相通連接的。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的殼體(1)和粒子控制器(5)、粒子收集器(6)外部分布有通循環冷卻水的管道。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的殼體(1)設置有金屬加料口并連接有金屬固體加料機(4)。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的殼體(1)在蒸發器內安裝了中頻感應線圈(9)。
全文摘要
本發明涉及生產金屬納米粒子裝置技術領域。其為大批量生產納米金屬粒子而設計的。其特征在于在內襯耐高溫材料的殼體的上部安置有等離子槍,對應地下部安置有裝盛金屬液體的坩堝,同時殼體還開口連接有粒子控制器,粒子控制器另一出口連接有粒子收集器,粒子收集器有出料口和氣相出口,氣相出口通過管道和泵分別接殼體和粒子控制器的循環入口。它在蒸發器內還設置了中頻感應線圈。它具有結構簡單、產量大、粒度容易控制優點,適合在工業上推廣使用。
文檔編號B22F9/12GK1382547SQ0211083
公開日2002年12月4日 申請日期2002年2月8日 優先權日2002年2月8日
發明者陳鋼強 申請人:寧波廣博納米材料有限公司