专利名称：生产纳米金属粉装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生产纳米金属粉末装置技术领域。
为此发明人在专利申请号为01246486.4的中国专利“生产纳米金属粉装置”详细地报道了新的生产纳米金属粉装置，它在内衬耐高温材料的壳体的上部安置有等离子枪，对应地下部安置有装盛金属液体的坩锅构成了蒸发器，同时壳体还开口连接有粒子控制器，粒子控制器另一出口连接有粒子收集器，粒子收集器有出料口和气相出口，气相出口通过管道和泵分别接壳体和粒子控制器的循环入口，它具有结构简单、产量大、粒度容易控制优点，在工业上已经得到了推广使用。在实践中使用表明它还存在以下几个不足1、等离子体开始加热点火时，升温速度过快，很难控制加温速度，容易造成陶瓷坩埚破裂，影响设备正常生产使用；2、采用等离子体加热时，要提高金属的蒸发量往往受到等离子体加热功率大小的限制，而为了提高金属蒸发量，采用大电流工作情况下，等离子体枪的寿命就大大缩短。
本发明再一个目的在于提供一种进一步改进过的生产纳米金属粉装置，它能避免蒸发器升温过快造成坩埚破裂，同时提高金属蒸发量，又避免造成等离子体枪寿命大大缩短的问题。
本发明第一个目的是这样实现的该种生产纳米金属粉装置，其特征在于在内衬耐高温材料的壳体的上部安置有等离子枪，对应地下部安置有装盛金属液体的坩锅，同时壳体还开口连接有粒子控制器，粒子控制器另一出口连接有粒子收集器，粒子收集器有出料口和气相出口，气相出口通过管道和泵分别接壳体和粒子控制器的循环入口。
上述的粒子控制器为一管道，管道中分布有气体分布板，气体分布板与粒子控制器的循环入口相通连接的。
本发明再一个目的是这样实现的在上述的技术方案基础上，壳体在蒸发器内安装了中频感应线圈。
与现有技术相比，本发明的优点在于采用转移弧等离子体法，可以在1.2大气压到0.5大气压下操作，所以金属蒸汽蒸发量大，可以达到较大生产量，而且粒子容易生长，在粒子控制器作用下，得到粒度分布较窄的纳米金属粉末，而且粒子大小可以达到几十到几千纳米，进行人为控制，参见表1，根据通入气体不同很容易得到各类氧化物、氮化物和碳化物粒子，并且结构简单，容易制造。特别在蒸发器内设置了中频感应线圈进行辅助加热，在点火升温阶段，只使用中频感应线圈来加热，可以控制升温速度，等到加热到一定温度后，再开启等离子体加热，这样能有效地避免陶瓷坩埚破裂的现象，在等离子体加热时，还可以同时开启中频感应加热，使金属蒸发量大大提高，从而提高生产能力，而等离子体枪的工作电流不用很大，避免其工作寿命大大缩短。例如在相同的等离子体加热功率60KW，无中频感应加热，产量为1.2千克/小时，有中频感应加热50KW，产量可以提高到2.8千克/小时。
表1为各种纳米金属粉末实验结果
图1生产纳米金属粉装置的结构原理图
如图所示意，该生产纳米金属粉装置，其有装置壳体1，壳体1中内衬耐高温复合材料，使壳体1内部能容忍金属沸点温度，壳体的上部安置有等离子枪3，对应地下部安置有装盛金属液体的坩锅2构成蒸发器，在蒸发器内安装了中频感应线圈9，中频感应线圈通过电线连接在壳体外的控制装置，该控制装置在图中未示意。当等离子枪3工作时，产生转移等离子体弧8，使金属汽化蒸发，在壳体1内产生蒸汽，壳体中上部还开口连接有粒子控制器5，来控制粒子生长，达到人们希望的尺度，在这里粒子控制器5采用一中空管道，管道中依次分布有多个气体分布板，气体分布板与粒子控制器5的循环入口相通连接的，从壳体中蒸发出来的金属蒸汽在粒子控制器中受到温度较低气体激励，受冷凝聚，所以粒子会不断长大，所以通过调节气体温度，一定程度上能控制纳米粒子尺度，粒子控制器5另一出口连接有粒子收集器6，粒子收集器6下部有出料口，符合我们需求的纳米金属粒子从这里导出，粒子收集器6上部是气相出口，气该相出口通过管道和泵7分别接壳体1和粒子控制器5的循环入口，使气体循环使用，在壳体1上部还设置有金属加料口，连接金属固体加料机4以方便加料。为了冷却，壳体1和粒子控制器5、粒子收集器6外部分布有通循环冷却水的管道。该生产装置在点火升温阶段，只使用中频感应线圈来加热，可以控制升温速度，等到加热到一定的温度时，再开启等离子体加热，这样能有效地防止陶瓷坩埚的破裂。采用等离子体加热时，为了提高金属蒸发量，可以同时使用中频感应加热，使金属蒸发量大大提高，来提高生产能力，又避免等离子枪通过大的工作电流，降低其工作寿命现象。
权利要求
1.一种生产纳米金属粉装置，其特征在于在内衬耐高温材料的壳体(1)的上部安置有等离子枪(3)，对应地下部安置有装盛金属液体的坩锅(2)，同时壳体还开口连接有粒子控制器(5)，粒子控制器另一出口连接有粒子收集器(6)，粒子收集器有出料口和气相出口，气相出口通过管道和泵(7)分别接壳体和粒子控制器的循环入口。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的粒子控制器(5)为一管道，管道中分布有气体分布板，气体分布板与粒子控制器的循环入口相通连接的。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的壳体(1)和粒子控制器(5)、粒子收集器(6)外部分布有通循环冷却水的管道。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的壳体(1)设置有金属加料口并连接有金属固体加料机(4)。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的壳体(1)在蒸发器内安装了中频感应线圈(9)。
全文摘要
本发明涉及生产金属纳米粒子装置技术领域。其为大批量生产纳米金属粒子而设计的。其特征在于在内衬耐高温材料的壳体的上部安置有等离子枪,对应地下部安置有装盛金属液体的坩埚,同时壳体还开口连接有粒子控制器,粒子控制器另一出口连接有粒子收集器,粒子收集器有出料口和气相出口,气相出口通过管道和泵分别接壳体和粒子控制器的循环入口。它在蒸发器内还设置了中频感应线圈。它具有结构简单、产量大、粒度容易控制优点,适合在工业上推广使用。
文档编号B22F9/12GK1382547SQ0211083
公开日2002年12月4日 申请日期2002年2月8日 优先权日2002年2月8日
发明者陈钢强 申请人:宁波广博纳米材料有限公司