用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于金屬粉末制造設備技術領域，涉及用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器,包括上端有開口的主體及蓋在主體上端開口上的中部向上凹的上蓋，上蓋上設置有排氣孔、居中設置的等離子噴槍及間隔設置的三個以上的內通道或凹槽，每個內通道或凹槽的進氣口開口于上蓋下端面、出氣口開口于上蓋內表面，出氣口低于排氣孔，等離子噴槍的噴口下端面與主體的上端面齊平或伸至主體上端面之下的主體內，主體的底壁上居中設置有下開口，下開口的下側用石墨塊封堵，主體的側壁上周向間隔設置有由下至上貫通的且與內通道或凹槽的下端進氣口一一對接的進氣通孔，優點是：主體內的溫度場和氣場穩定，產品的成品率高，適用于微納米級金屬粉末的制造。
【專利說明】
用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器
技術領域
[0001]本實用新型屬于金屬粉末制造設備技術領域，特指一種用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器。
【背景技術】
[0002]現有的金屬粉末蒸發器，其中的一種方法是在容器內使用等離子噴槍產生的等離子體轉移弧將固態金屬加熱成金屬蒸汽后，再收集金屬蒸汽中生成的金屬顆粒得到金屬粉末產品，但是在收集金屬粉末的過程中，需要從容器中的循環氣流中抽取金屬蒸汽，由于循環氣流的流動以及加料對溫度場和氣場的擾動，容器中沒有形成穩定的金屬加熱蒸發區和載流氣體過流區，導致載流氣體過流區的氣流中的溫度場不夠均勻，有些區域的溫度高、有些區域的溫度低，而這些不同溫度的金屬蒸汽在后續的金屬粒子生長區內結成的金屬顆粒則大小不均，進而導致次品率高，成品率低，生產效率低。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現的:
[0005]用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器，包括上端有開口的主體及蓋在主體上端開口上的中部向上凹的上蓋，上蓋上設置有排氣孔、居中設置的等離子噴槍及間隔設置的三個以上的內通道或凹槽，每個內通道或凹槽的進氣口開口于上蓋下端面、出氣口開口于上蓋內表面，出氣口低于排氣孔，等離子噴槍的噴口下端面與主體的上端面齊平或伸至主體上端面之下的主體內，主體的底壁上居中設置有下開口，下開口的下側用石墨塊封堵，主體的側壁上周向間隔設置有由下至上貫通的且與內通道或凹槽的下端進氣口一一對接的進氣通孔。
[0006]上有進氣通孔下端進氣口的截面積之和與所有內通道或凹槽的出氣口截面積之和之比為1:3?10，所有進氣通孔下端進氣口的截面積之和與排氣孔的截面積之比為1:2?5。
[0007]上述上蓋內腔高度與主體上端開口的內徑之比為1:1?5，主體高度與上蓋內腔高度之比為1:0.3?2。
[0008]上述的主體由內層的耐高溫層、中間的承托層、外層的保護層制成，所述的耐高溫層使用與上蓋同質的氧化鋁或氧化鎂或氧化鋯類氧化物陶瓷材料或石墨材料制成，所述的承托層用氧化鋁或氧化鎂或氧化鋯材料填充，所述的保護層用高溫下不變形的石墨類材料制成，所述的進氣通孔設置在保護層總厚度的偏外側豎直設置。
[0009]上述的內通道或凹槽周向分布在上蓋一側90?180度的扇形區域內，所述的內通道或凹槽的高度為10?40mm，所述的排氣孔設置在扇形區域對側的上蓋上。
[0010]上述的等離子噴槍伸至主體上端面之下的主體內時，等離子噴槍的噴口下端面與主體的上端面之間的距離為O?50mm。
[0011]上述的上蓋上設置有加料口，加料口上設置有連續加料結構，所述連續加料結構包括加料斗，加料斗底部的出料口與加料口之間通過導管連接，所述的導管上至少間隔設置有兩個手動或電動開關。
[0012]上述等離子噴槍的外表面與安裝等離子噴槍的上蓋上的通孔內表面之間設置有I?2 5mm的通氣間隙。
[0013]上述等離子噴槍通過導線與直流電源的負極或正極連接，所述的石墨塊通過導線與直流電源的正極或負極連接，石墨塊、直流電源、等離子噴槍、等離子噴槍產生的等離子體轉移弧、主體內的金屬或/和金屬液體、石墨塊構成通電回路。
[0014]本實用新型相比現有技術突出且有益的技術效果是:
[0015]1、本實用新型的結構形成的穩定的金屬加熱蒸發區和載流氣體過流區可以使得金屬加熱蒸發區的金屬蒸發與載流氣體過流區的氣體流動互不影響或影響甚小，各區的溫度場和氣場穩定，有利于高質量產品的形成。
[0016]2、由于本實用新型的載流氣體過流區內具有穩定的氣體溫度場，因此在主體內的載流氣體過流區內的氣態金屬不易結成金屬粒子，而是在后續溫度穩定的金屬粒子生長區內全部結成金屬粒子，并一起長大成設計大小(微納米級)的金屬粉末，成品率高。
[0017]3、本實用新型利用主體側壁的余熱加熱進入主體內腔內的氣體，使得主體內腔內的氣體溫度幾乎保持不變，使得產品的穩定性好，成品率高。
[0018]4、本實用新型通過主體的加料口連續加料至主體內，主體內的金屬加熱蒸發區內的溫度恒定，既有利于同規格氣態金屬的生成，通過金屬粒子生長區內全部結成設計大小的金屬粒子后，又可從收集器連續的收集制得的高純度、高品質的金屬粉末。
[0019]5、本實用新型適用于微納米級金屬粉末的制造。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的結構原理示意圖(在上蓋上間隔設置有凹槽)。
[0021]圖2是圖1的A-A向剖視圖。
[0022]圖3是圖1的B-B向剖視圖。
[0023]圖4是本實用新型的結構原理示意圖(在上蓋上間隔設置有內通道)。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖以具體實施例對本實用新型作進一步描述，參見圖1一圖4:
[0025]用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器，包括上端有開口的主體18及蓋在主體18上端開口上的中部向上凹的上蓋13，上蓋13上設置有排氣孔10、居中設置的等離子噴槍11及間隔設置的三個以上的內通道或凹槽15，每個內通道30或凹槽15的進氣口開口于上蓋13下端面、出氣口開口于上蓋13內表面31，出氣口低于排氣孔10，等離子噴槍11的噴口下端面與主體18的上端面齊平或伸至主體18上端面之下的主體18內，主體18的底壁上居中設置有下開口 25，下開口 25的下側用石墨塊25封堵，主體18的側壁上周向間隔設置有由下至上貫通的且與內通道或凹槽15的下端進氣口一一對接的進氣通孔22。
[0026]上有進氣通孔22下端進氣口的截面積SI之和與所有內通道或凹槽15的出氣口截面積S2之和之比為1: 3?10，所有進氣通孔22下端進氣口 23的截面積SI之和與排氣孔10的截面積S3之比為1:2?5。
[0027]上述上蓋13內腔高度h與主體18上端開口的內徑D2之比為1:1?5，主體18高度H與上蓋13內腔高度h之比為1:0.3?2。
[0028]上述的主體18由內層的耐高溫層19、中間的承托層20、外層的保護層21制成，所述的耐高溫層19使用與上蓋13同質的氧化鋁或氧化鎂或氧化鋯類氧化物陶瓷材料或石墨材料制成，所述的承托層20用氧化鋁或氧化鎂或氧化鋯材料填充，所述的保護層21用高溫下不變形的石墨類材料制成，所述的進氣通孔22設置在保護層21總厚度的偏外側豎直設置。
[0029]上述的內通道或凹槽15周向分布在上蓋13—側90?180度的扇形區域M內，所述的內通道或凹槽15的高度為10?40mm，所述的排氣孔10設置在扇形區域M對側的上蓋13上。
[0030]上述的等離子噴槍11伸至主體18上端面之下的主體18內時，等離子噴槍11的噴口下端面與主體18的上端面26之間的距離為O?50mm。
[0031]上述的上蓋13上設置有加料口12，加料口 12上設置有連續加料結構，所述連續加料結構包括加料斗，加料斗底部的出料口與加料口 12之間通過導管連接，所述的導管上至少間隔設置有兩個手動或電動開關；當高溫蒸發器連續工作時，可以從加料口 12連續的向主體18內加料，即可從收集器連續的得到制得的微納米級的金屬粉末，兩個手動或電動開關的交替開關，可以使得加料斗內的粒狀物料連續的進入坩禍內，又不會使坩禍內的溫度由于加料而產生波動，加料斗上設置有加料口蓋，以便于進一步的對坩禍內的溫度的保溫。
[0032]上述等離子噴槍11的外表面與安裝等離子噴槍11的上蓋13上的通孔內表面之間設置有I?25_的通氣間隙J。
[0033]上述等離子噴槍11通過導線27與直流電源28的負極或正極連接，所述的石墨塊25通過導線27與直流電源28的正極或負極連接，石墨塊25、直流電源28、等離子噴槍11、等離子噴槍11產生的等離子體轉移弧16、主體18內的金屬或/和金屬液體32、石墨塊25構成通電回路，以便對主體18內的金屬或/和金屬液體32加熱使其蒸發為氣態金屬。
[0034]由于等離子噴槍11的噴口下端面與主體18的上端面26齊平或伸至主體18上端面26之下的主體18內，等離子噴槍11工作時，使得主體18的上端面26以下或金屬液體32的液面17以下形成穩定的金屬加熱蒸發區，而氣流從所有的進氣通孔22下端進氣口23進入、經過所有內通道或凹槽15的出氣口 14進入上蓋13內后再從排氣孔10流出并帶走金屬加熱蒸發區內蒸發出的氣態金屬至金屬粒子生長區，而主體18內的金屬液體32的液面17以上或主體18的上端面26以上、上蓋13內表面以下部分形成載流氣體過流區。
[0035]由于從金屬加熱蒸發區內連續的蒸發出氣態金屬，氣流(例如氮氣或氬氣或氦氣等惰性氣體)經過載流氣體過流區連續的將金屬加熱蒸發區內蒸發出的氣態金屬帶入金屬粒子生長區再至金屬粉末收集器內收集金屬粉末，此過程中，載流氣體過流區內的氣體流動不干擾或較少的干擾金屬加熱蒸發區內等離子噴槍11對金屬的解熱及蒸發出氣態金屬，使得氣態金屬隨氣流離開載流氣體過流區后隨氣流溫度的降低而在金屬粒子生長區結成較小且大小均勾的金屬顆粒，制成高質量、高標準的微納米級的金屬粉末；與此同時，氣流從所有的進氣通孔22、所有內通道或凹槽15進入上蓋13內的過程中，收到主體18及上蓋13余溫的加熱，使得氣體溫度幾乎與上蓋13內的溫度相同，對上蓋13內的溫度變化影響較小，有利于氣態金屬隨氣體流動并在流速及溫度相對穩定的金屬粒子生長區結成較小且大小均勻的金屬顆粒，使得制取高質量、高標準的金屬粉末有了可靠的技術支撐;另外，從加料口 12連續的向主體18內少量的連續加料，上蓋13內的溫度變化影響較小，也是保證上蓋13內的溫度穩定，蒸發的氣態金屬的細度均勻的措施之一，有利于同規格氣態金屬的生成，也成為制取高質量、高標準的金屬粉末可靠的技術支撐。
[0036]上述實施例僅為本實用新型的較佳實施例，并非依此限制本實用新型的保護范圍，故:凡依本實用新型的結構、形狀、原理所做的等效變化，均應涵蓋于本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器，其特征在于:包括上端有開口的主體及蓋在主體上端開口上的中部向上凹的上蓋，上蓋上設置有排氣孔、居中設置的等離子噴槍及間隔設置的三個以上的內通道或凹槽，每個內通道或凹槽的進氣口開口于上蓋下端面、出氣口開口于上蓋內表面，出氣口低于排氣孔，等離子噴槍的噴口下端面與主體的上端面齊平或伸至主體上端面之下的主體內，主體的底壁上居中設置有下開口，下開口的下側用石墨塊封堵，主體的側壁上周向間隔設置有由下至上貫通的且與內通道或凹槽的下端進氣口——對接的進氣通孔。2.根據權利要求1所述的用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器，其特征在于:所有進氣通孔下端進氣口的截面積之和與所有內通道或凹槽的出氣口截面積之和之比為I: 3?10，所有進氣通孔下端進氣口的截面積之和與排氣孔的截面積之比為1:2?5。3.根據權利要求1所述的用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器，其特征在于:所述上蓋內腔高度與主體上端開口的內徑之比為I: I?5，主體高度與上蓋內腔高度之比為1:0.3 ?2ο4.根據權利要求1所述的用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器，其特征在于:所述的主體由內層的耐高溫層、中間的承托層、外層的保護層制成，所述的耐高溫層使用與上蓋同質的氧化鋁或氧化鎂或氧化鋯類氧化物陶瓷材料或石墨材料制成，所述的承托層用氧化鋁或氧化鎂或氧化鋯材料填充，所述的保護層用高溫下不變形的石墨類材料制成，所述的進氣通孔設置在保護層總厚度的偏外側豎直設置。5.根據權利要求1所述的用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器，其特征在于:所述的內通道或凹槽周向分布在上蓋一側90?180度的扇形區域內，所述的內通道或凹槽的高度為10?40mm，所述的排氣孔設置在扇形區域對側的上蓋上。6.根據權利要求1所述的用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器，其特征在于:所述的等離子噴槍伸至主體上端面之下的主體內時，等離子噴槍的噴口下端面與主體的上端面之間的距離為O?50mm。7.根據權利要求1所述的用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器，其特征在于:所述的上蓋上設置有加料口，加料口上設置有連續加料結構，所述連續加料結構包括加料斗，加料斗底部的出料口與加料口之間通過導管連接，所述的導管上至少間隔設置有兩個手動或電動開關。8.根據權利要求1所述的用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器，其特征在于:所述等離子噴槍的外表面與安裝等離子噴槍的上蓋上的通孔內表面之間設置有I?25mm的通氣間隙。9.根據權利要求1一8任一項所述的用于制造微納米級金屬粉末的高溫蒸發器，其特征在于:所述等離子噴槍通過導線與直流電源的負極或正極連接，所述的石墨塊通過導線與直流電源的正極或負極連接，石墨塊、直流電源、等離子噴槍、等離子噴槍產生的等離子體轉移弧、主體內的金屬或/和金屬液體、石墨塊構成通電回路。
【文檔編號】B22F1/00GK205414418SQ201620216918
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月21日
【發明人】江永斌, 江科言
【申請人】臺州市金博超導納米材料科技有限公司