超細納米粉末煅燒爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型的高溫爐子的設計，實現超細納米粉末的高溫制備。
【背景技術】
[0002]納米材料的晶體結構和尺寸對于其物理和化學性質至關重要。通常為了得到超細的納米顆粒，只能在很低的燒結溫度下制備，而高溫制備雖然可以有效的改善晶體結構，但是會帶來顆粒尺寸的急劇增大。雖然也有一系列化學方法可以實現低溫下超細納米粉末的制備，但是方法復雜，通常無法實現大量制備。同時還有不少的材料還沒有有效的低溫化學制備工藝。如何能通過高溫燒結的工藝獲得良好的晶體結構，同時顆粒尺寸能獲得有效的限制而不隨燒結溫度的升高而增大時迫切需要解決的問題。我們設計了一種在燒結過程中內膽能旋轉的爐子，內膽壁的擋片類似旋轉的葉片，可以將需要高溫燒結晶化的粉末材料不斷的揚到內膽中部充分分散，阻止顆粒的長大。
【發明內容】
:
[0003]技術問題:本發明的目的在于提供一種超細納米粉末煅燒爐，其內膽能旋轉，用于超細納米粉末材料的制備。
[0004]
【發明內容】
:為解決上述技術問題，本發明提供了一種超細納米粉末煅燒旋轉爐，包括爐體，放置在爐體內部且與爐體內壁相連的內膽，旋轉控制部件，超細納米粉末放置在內膽中，
[0005]爐體，包括加熱和控溫裝置，用于提供超細納米粉末燒結所需的高溫環境；
[0006]旋轉控制部件，包括貫穿爐體和內膽的轉軸，與轉軸相連的電機，通過控制電路實現對內膽旋轉的控制；
[0007]內膽，通過內膽的旋轉，不間斷的將燒結的超細納米粉帶到爐體的高處通過重力作用傾倒而下，分散于內膽中間。
[0008]優選的，爐體采用圓筒狀結構，其兩端密封，內膽通過轉軸與外界連通。
[0009]優選的，爐體加熱采用電爐絲、硅碳棒或者硅鉬棒中的任一種，采用熱電偶測量溫度，利用溫控儀進行控溫。
[0010]優選的，內膽具有圓筒狀結構，兩端連接轉軸；內膽壁上設有傾斜的擋板，在內膽旋轉過程中，用于將原料從底部帶到頂部，然后原料受重力作用灑落而在內膽中部充分分散。
[0011]有益效果:
[0012]利用本發明設計的爐子，可以實現粉末顆粒樣品在高溫燒結過程中盡可能的分散，避免顆粒間的結合導致的顆粒尺寸長大，獲得結晶良好的尺寸在納米尺度的粉末顆粒樣品。該方法操作簡單，不需要復雜的工藝，易于控制，可用于高質量納米粉末樣品的制備。
【附圖說明】
[0013]圖la為超細納米粉末煅燒旋轉爐的軸向結構示意圖，
[0014]圖lb為為橫向結構示意圖。
[0015]1-爐體
[0016]2-內膽 21-內膽壁
[0017]3-擋板
[0018]4-轉軸
[0019]5-超細納米粉末
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0021]本發明提供的超細納米粉末煅燒旋轉爐，包括爐體1，放置在爐體內部且與爐體1內壁相連的內膽2，旋轉控制部件，超細納米粉末放置在內膽中，其中，
[0022]爐體1，包括加熱和控溫裝置，用于提供超細納米粉末燒結所需的高溫環境；
[0023]旋轉控制部件，包括貫穿爐體1和內膽2的轉軸4，與轉軸相連的電機，通過控制電路實現對內膽2旋轉的控制；
[0024]內膽2，通過內膽的旋轉，不間斷的將燒結的超細納米粉帶到爐體的高處通過重力作用傾倒而下，分散于內膽中間。
[0025]爐體1采用圓筒狀結構，其兩端密封，內膽2通過轉軸4與外界連通。
[0026]爐體1加熱采用電爐絲、硅碳棒或者硅鉬棒中的任一種，采用熱電偶測量溫度，利用溫控儀進行控溫。
[0027]內膽具有圓筒狀結構，兩端連接轉軸；內膽壁21上設有傾斜的擋板3，在內膽旋轉過程中，用于將原料從底部帶到頂部，然后原料受重力作用灑落而在內膽中部充分分散。
[0028]1.鐵酸鉍超細納米粉末的制備
[0029]鐵酸鉍是一種同時具有高于室溫的鐵電性和反鐵磁性的多鐵性氧化物，需要通過制備顆粒尺寸小于其螺旋周期64納米獲得宏觀的弱鐵磁性。高溫燒結導致其顆粒尺寸急劇增大。
[0030]采用本發明的爐子，可以將低溫燒結已經成相的鐵酸鉍超細納米粉末材料放入內膽中，通過內膽的旋轉，導致鐵酸鉍納米粉末材料不斷的被內膽壁的擋板帶到爐子的高處，隨后由于重力而下落，內膽的旋轉處于較高的速度，例如1轉/秒，盡量減少粉末在內膽壁堆積停留的時間，保持其在內膽中處于充分分散狀態。將爐溫升高到700度，保溫5小時。通過本發明設計的爐子的燒結，鐵酸鉍納米粉末材料既有良好的晶體結構，同時又能保持超細的納米顆粒尺寸。
[0031]2.鐵氧體超細粉體的制備
[0032]超順磁的鐵氧體材料與很多現代科技密切相關，例如磁流體技術，核磁共振成相等。鐵氧體的磁性與其結構密切相關。要獲得良好的亞鐵磁性，鐵氧體材料必須要有良好的晶體結構，而這通常需要較高的燒結溫度，但是高溫的燒結又會導致其顆粒尺寸的增大，大于超順磁性的臨界值，破壞其超順磁性。通常的制備都是采用低溫下的化學方法。
[0033]采用本發明設計的內膽旋轉的爐子，可以將在低溫下燒結已經成相的鐵氧體納米粉末材料，放入爐子內膽，將溫度升高到800度到1200度，通過在燒結過程中爐子內膽的快速旋轉，將鐵氧體粉末材料充分分散在爐子內膽的中部空間，避免顆粒之間的長時間接觸，這樣既可以在高溫下獲得充分的晶化，同時又可以保持顆粒的尺寸小于臨界值而獲得超順磁性。
[0034]本發明提供了一種在燒結過程中防止顆粒間長時間接觸導致晶粒長大的超細納米粉末材料煅燒爐的設計，通過在爐體內膽設計有一定傾斜的葉片，在爐子內膽旋轉過程中，要燒結的超細粉末被帶到內膽頂部，然后由于重力作用傾倒而下，在內膽空間充分散開，隨著內膽的旋轉周而復始，使得燒結過程中粉體在爐體中部充分散開，避免了顆粒間長時間接觸導致的晶粒長大，從而實現顆粒尺寸不長大，同時通過高溫燒結獲得良好晶體結構的超細納米粉末的制備。
[0035]本發明提供了一種簡單實用的超細納米粉體材料燒結制備的思路及實施方法，具體應用途徑很多，以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進，例如內膽和爐體的形狀可以做進一步的改進，在本發明爐子的基礎上，進一步通入各種氣體等，這些改進也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種超細納米粉末煅燒旋轉爐，包括爐體(1 )，放置在爐體內部且與爐體(1)內壁相連的內膽(2)，旋轉控制部件，超細納米粉末放置在內膽中，其特征在于: 爐體(1 )，包括加熱和控溫裝置，用于提供超細納米粉末燒結所需的高溫環境； 旋轉控制部件，包括貫穿爐體(1)和內膽(2)的轉軸(4)，與轉軸相連的電機，通過控制電路實現對內膽(2)旋轉的控制； 內膽(2)，通過內膽的旋轉，不間斷的將燒結的超細納米粉帶到爐體的高處通過重力作用傾倒而下，分散于內膽中間。2.根據權利要求1所述的超細納米粉末煅燒旋轉爐，其特征在于，爐體(1)采用圓筒狀結構，其兩端密封，內膽(2)通過轉軸(4)與外界連通。3.根據權利要求2所述的超細納米粉末煅燒旋轉爐，其特征在于，爐體(1)加熱采用電爐絲、硅碳棒或者硅鉬棒中的任一種，采用熱電偶測量溫度，利用溫控儀進行控溫。4.根據權利要求1所述的超細納米粉末煅燒旋轉爐，其特征在于，內膽具有圓筒狀結構，兩端連接轉軸；內膽壁(21)上設有傾斜的擋板(3)，在內膽旋轉過程中，用于將原料從底部帶到頂部，然后原料受重力作用灑落而在內膽中部充分分散。
【專利摘要】本發明提供了一種超細納米粉末煅燒旋轉爐，包括爐體(1)，放置在爐體內部且與爐體(1)內壁相連的內膽(2)，旋轉控制部件，超細納米粉末放置在內膽中，爐體(1)，包括加熱和控溫裝置，用于提供超細納米粉末燒結所需的高溫環境；旋轉控制部件，包括貫穿爐體(1)和內膽(2)的轉軸(4)，與轉軸相連的電機，通過控制電路實現對內膽(2)旋轉的控制；內膽(2)，通過內膽的旋轉，不間斷的將燒結的超細納米粉帶到爐體的高處通過重力作用傾倒而下，分散于內膽中間。本發明實現了顆粒尺寸不長大，同時通過高溫燒結獲得良好晶體結構的超細納米粉末的制備。
【IPC分類】F27B7/10, F27B7/22, F27B7/42, F27B7/26
【公開號】CN105258498
【申請號】CN201510755653
【發明人】徐慶宇
【申請人】東南大學
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月9日