一種放電爆炸法納米金屬粉末加工工藝的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明公開了一種放電爆炸法納米金屬粉末加工工藝。
【背景技術】
[0002]納米金屬粉末因其具有表面效應、體積效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等特性，在諸多領域具有廣闊的應用前景，使其在冶金、化工、電子、國防、航空航天等研究領域呈現出極其重要的應用價值。目前，納米材料的制備方法一般可歸納為物理方法和化學方法。常見的物理粉碎法，存在可生產材料范圍較窄，反應條件較苛刻，如高溫高壓、真空等缺點。化學法存在反應時間長、不好控制、成本高、不能連續生產等問題。
[0003]為了克服上述問題，本發明設計一種放電爆炸法納米金屬粉末加工工藝，利用在高壓電容器瞬間放電作用下的高能電脈沖，使金屬絲蒸發、爆炸而形成納米粉體的方法。此方法既可制備W、Mo等金屬微粉，又可在通氧氣的條件下制備A12O3J12等氧化物粉體。顆粒的尺寸及分布可以通過與輸入的能量及脈沖參數得到精確控制，可以自動化生產，便于向工業推廣。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是針對現有技術存在的缺陷，發明一種放電爆炸法納米金屬粉末加工工藝。其技術方案是一種放電爆炸法納米金屬粉末加工工藝，其特征是利用在高壓電容器瞬間放電作用下的高能電脈沖，使金屬絲蒸發、爆炸而形成納米粉體的方法。
[0005]爆炸法是一種連續粉體制備工藝，其過程可分為:金屬絲受熱，形成液相;金屬絲的蒸發；在鎢絲的電弧間形成電弧，進一步加熱金屬蒸氣；放電結束后，由通常的成核生長過程形成納米微粒。
[0006]工藝流程:金屬絲固定在一個充滿惰性氣體的反應室中，絲兩端的卡頭為兩個電極，它們與一個大電容相連接形成回路，加15kV的高壓，金屬絲在500?800kA電流下進行加熱，融斷后在電流中斷的瞬間，卡頭上的高壓在融斷處放電，爆炸時氣體飛散速度要超過1000m/s,同時在金屬離子形成時,蒸汽冷卻。粒子是球形的,粒子尺寸10?200nm。工作進行過程時，易自燃的金屬粒子在惰氣中形成或合金粒子沉降在容器的底部了。
[0007]金屬絲可以通過一個供絲系統自動進入兩卡頭之間，從而使上述過程重復進行。鈍化后，金屬粉末在空氣中達到穩定，保存、應用就不需要特別的預防方法。
[0008]本發明的特點是:爆炸法是一種連續粉體制備工藝，通過爆炸法制備的金屬粉末顆粒的尺寸及分布可以通過與輸入的能量及脈沖參數得到精確控制，可以自動化生產。電爆炸加工可用于任何金屬，只要它可延展為絲材。可以制出平均尺寸大于500nm的顆粒，亦已制出試驗數量的小至1nm的顆粒。該方法生產的金屬粉末有大的表面活性，有高的表面能及與內部缺陷相關的能量，夠用于噴氣燃料，炸藥和信號彈的添加劑，金屬與金屬，金屬與陶瓷之間的鍵合，助燒結、催化劑和有機金屬化合物的合成。電爆炸金屬絲法制備的金屬納米微粒是一種批量生產納米粉的重要方法，該工藝生產的各種納米金屬粉末數以公斤計。電爆炸金屬絲的方法應用的前景非常廣闊，可以將這一加工工藝形成整體生產線并提高產量，制備貴金屬粉末和特殊合金，并在金屬涂敷，電池電極，金屬與電子襯底及半導體的鍵合，金屬陶瓷研制和催化作用方面拓展。
【具體實施方式】
[0009]一種放電爆炸法納米金屬粉末加工工藝，其特征是利用在高壓電容器瞬間放電作用下的高能電脈沖，使金屬絲蒸發、爆炸而形成納米粉體的方法。
[0010]爆炸法是一種連續粉體制備工藝，其過程可分為:金屬絲受熱，形成液相;金屬絲的蒸發；在鎢絲的電弧間形成電弧，進一步加熱金屬蒸氣；放電結束后，由通常的成核生長過程形成納米微粒。
[0011]工藝流程:金屬絲固定在一個充滿惰性氣體的反應室中，絲兩端的卡頭為兩個電極，它們與一個大電容相連接形成回路，加15kv的高壓，金屬絲在500?800kA電流下進行加熱，融斷后在電流中斷的瞬間，卡頭上的高壓在融斷處放電，爆炸時氣體飛散速度要超過1000m/s,同時在金屬離子形成時,蒸汽冷卻。粒子是球形的,粒子尺寸10?200nm,。工作進行過程時，易自燃的金屬粒子在惰氣中形成或合金粒子沉降在容器的底部了。
[0012]金屬絲可以通過一個供絲系統自動進入兩卡頭之間，從而使上述過程重復進行。鈍化后，金屬粉末在空氣中達到穩定，保存、應用就不需要特別的預防方法。
【主權項】
1.一種放電爆炸法納米金屬粉末加工工藝，其特征是:利用在高壓電容器瞬間放電作用下的高能電脈沖，使金屬絲蒸發、爆炸而形成納米粉體的方法。
2.根據權利要求1所述的一種放電爆炸法納米金屬粉末加工工藝，其特征是:爆炸法是一種連續粉體制備工藝，其過程可分為:金屬絲受熱，形成液相；金屬絲Italic的蒸發；在鎢絲的電弧間形成電弧，進一步加熱金屬蒸氣；放電結束后，由通常的成核生長過程形成納米微粒。
3.根據權利要求1所述的一種放電爆炸法納米金屬粉末加工工藝，其特征是:工藝流程:金屬絲固定在一個充滿惰性氣體的反應室中，絲兩端的卡頭為兩個電極，它們與一個大電容相連接形成回路，加15kV的高壓，金屬絲在500?800kA電流下進行加熱，融斷后在電流中斷的瞬間，卡頭上的高壓在融斷處放電，爆炸時氣體飛散速度要超過1000m/S，同時在金屬離子形成時，蒸汽冷卻，粒子是球形的，粒子尺寸10?200nm，工作進行過程時，易自燃的金屬粒子在惰氣中形成或合金粒子沉降在容器的底部了。
4.根據權利要求1所述的一種放電爆炸法納米金屬粉末加工工藝，其特征是:金屬絲可以通過一個供絲系統自動進入兩卡頭之間，從而使上述過程重復進行，鈍化后，金屬粉末claim-text在空氣中達到穩定，保存、應用就不需要特別的預防方法。
【專利摘要】本發明公開了一種放電爆炸法納米金屬粉末加工工藝。其技術方案是：一種放電爆炸法納米金屬粉末加工工藝，其特征是利用在高壓電容器瞬間放電作用下的高能電脈沖，使金屬絲蒸發、爆炸而形成納米粉體的方法。本發明的特點是：爆炸法是一種連續粉體制備工藝，通過爆炸法制備的金屬粉末顆粒的尺寸及分布可以通過與輸入的能量及脈沖參數得到精確控制，可以自動化生產。電爆炸金屬絲的方法應用的前景非常廣闊，可以將這一加工工藝形成整體生產線并提高產量，制備貴金屬粉末和特殊合金，并在金屬涂敷，電池電極，金屬與電子襯底及半導體的鍵合，金屬陶瓷研制和催化作用方面拓展。
【IPC分類】B82Y30-00, B22F9-14, B82Y40-00
【公開號】CN104690282
【申請號】CN201310657488
【發明人】馬文超
【申請人】青島平度市舊店金礦
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月9日