专利名称：纳米固体材料的制备装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于材料制备装置，特别是一种纳米固体材料的制备装置。
为达到上述目的，本实用新型包括控制电路，关键是静模8上方设有一对电极，电极与控制电路连接，电极的上方设有一使动模3可快速运动的驱动装置，驱动装置与控制电路连接。
本实用新型可制备高纯度、组织均匀、尺寸较大的块体或薄体纳米固体材料(晶粒直径≤100μm)，并可制备出多种的片状纳米固体材料或非晶态材料，可在常温和正常大气压下制备，也可在真空状态或保护气体环境下制备；制备成本低，没有环境污染，技术性能稳定，能较精确控制施加的载荷，自动化程度较高。
具体实施方式
请参见附图
，本实用新型的具体实施例如下包括控制电路，关键是静模8上方设有一对电极，电极与控制电路连接，电极的上方设有一使动模3可快速运动的驱动装置，驱动装置与控制电路连接；静模8的一端面的上方设置一对电极，该电极与控制电路连接，导电材料6置于电极的两端，使电极由于导电材料6与其连接而由原断开状变为连接状，且导电材料6与静模8的一表面相对并保持一定间距，驱动装置设置在电极的上方，与静模8和置于电极两端的导电材料6相对，其由感应线圈1及动模3组成，感应线圈1设在动模3的上方，且与控制电路连接，动模3的一端面与静模8的一端面相对，动模3的横向尺寸略小于电极的断开间距，动模3和静模8的相对面均为高光洁度，制备时，导电材料6被快速加热至材料熔点以上而又未达到材料的汽化温度同时，感应线圈通电产生的电磁力驱动动模3(金属块)高速定向运动，动模3的高光洁度端面对熔体进行冲击加载.当高速运动的动模3冲击熔融状的导电材料6时并与静模8碰撞的瞬间，由于静模和动模均为常温状态，熔体材料处于高压状态的同时，两面同时以极高的冷却速率冷却，熔体材料在高压状态下获得大塑性变形，并可在极高的压力下快速激冷凝固，被锻压成一定尺寸和形状的薄体，并可在极高的压应力下(1～10GPa)快速激冷凝固，高压凝固可降低晶粒的生长速度，使熔体在显著低于常压的所需的冷却速率下形成纳米晶组织。
为增加导电材料的电阻，导电材料6被制备为线材或矩形截面，其直径或厚度需作到相当小的尺寸，当对导电材料6施加瞬时大电流时可使导电材料被快速加热到材料的熔点以上，而又未达到材料汽化温度，在瞬间数十微秒～数万微秒内导电材料就可达到熔融状态，并与动模3的加速做到时间上的响应。
所述的感应线圈1与动模3之间设有一金属件2；金属件2为非磁性金属，本实用新型采用圆金属板，该圆金属板设在感应线圈1与动模3之间，并紧靠感应线圈1，当感应线圈1通电时，在瞬间产生极强的脉冲磁场，同时紧靠在感应线圈1的圆金属板因感应电流而产生一个极强的反磁场，由于电磁力的作用，金属板被快速推动，向离开感应线圈1的方向运动，并同时推动其前面的动模3作高速定向运动，向与其相对的静模8撞击。由于在感应线圈1与动模3之间设有一金属件2，动模3可由低磁材料或非磁材料制成，拓展了本实用新型的应用范围，可制备各种不同的纳米固体材料。
为保证动模3的冲击面准确冲击静模8表面并使该两面平整相触，在动模3上套装一导向套筒5，导向套筒5起定位限定作用，导向套筒5固定在制备装置上，动模3可在套筒内往复移动。
为使动模3在完成一次冲击动作能快速返回其初始位置，在动模3与导向套筒5之间设置回位弹簧4，这样当冲击结束后，因冲击时被压缩的弹簧4依自身的恢复弹性力将动模3推回原初始位置。
所述的动模3和静模8或二者之一被覆有高导热涂层材料；为进一步提高冷却速率，可在动模3及静模8或二者之一涂覆一层热传导系数高的材料，并还可将静模8设置在一热传导系数高的基座7上。
所述的带电极的静模8置于一可密封的容器，容器上设有至少一个通管口；在制备过程中，如果导电材料为高温下不易被氧化的材料，则可在常压大气环境下进行，若为高温下易被氧化的金属或合金材料，则应在其真空或惰性气体保护状态下进行制备，所以，可将带电极的静模8置于一容器内，该容器为可密闭的容器，容器壁上设有一或多个通管口，通管口可与容器外的真空机、充气机等连接，通管口与外接设备之间设有截止阀，在需要时，将容器密闭，并将其抽为真空或充入保护性惰性气体并可使容器内具一定的压力。
为适应制备不同材料混合或同种材料的特殊要求的纳米固体材料，设置在静模8上方的电极可为多对。
权利要求1.一种纳米固体材料的制备装置，包括控制电路，其特征在于静模(8)上方设有一对电极，电极与控制电路连接，电极的上方设有一使动模(3)可快速运动的驱动装置，驱动装置与控制电路连接。
2.按权利要求1所述的制备装置，其特征在于所述的驱动装置为一感应线圈(1)，感应线圈(1)设在动模(3)上方，动模(3)的冲击面为光滑面。
3.按权利要求1或2所述的制备装置，其特征在于感应线圈(1)与动模(3)之间设有一金属件(2)。
4.按权利要求3所述的制备装置，其特征在于动模(3)上设有一导向套筒(5)。
5.按权利要求4所述的制备装置，其特征在于动模(3)与导向套筒(5)之间设有弹簧(4)。
6.按权利要求1或2所述的制备装置，其特征在于带电极的静模(8)置于一可密闭的容器，容器上设有至少一个通管口。
7.按权利要求1或2所述的制备装置，其特征在于所述的电极为一对或多对。
8.按权利要求7所述的制备装置，其特征在于导电材料(6)置于电极两端，且与静模(8)相对一表面距一定间距，呈悬空状。
9.按权利要求1或2所述的制备装置，其特征在于动模(3)和静模(8)或二者之一被覆有高导热涂层材料。
专利摘要本实用新型公开了一种可制备高纯度、晶粒组织均匀、尺寸较大的纳米固体材料的制备装置。本实用新型包括控制电路，关键是静模(8)上方设有一对电极，电极与控制电路连接，电极的上方设有一使动模(3)可快速运动的驱动装置，驱动装置与控制电路连接。本实用新型可制备晶粒直径≤100μm的纳米固体材料，并可制备出多种的片状纳米固体材料或非晶态材料，还可在常温和正常大气压下也可在真空状态或保护气体环境下制备，制备装置成本低，没有环境污染，技术性能稳定，可较精确控制施加的载荷，自动化程度较高。
文档编号B22D27/00GK2589127SQ0229157
公开日2003年12月3日 申请日期2002年12月20日 优先权日2002年12月20日
发明者刘宗德, 杨昆 申请人:华北电力大学