蒸发炉内腔的并在伸入蒸发炉内腔的喷头的外表面包覆有耐高温材料制成的护套，所述的护套是用氧化锆或石墨或耐高温合成材料或耐高温石英材料制造的。
[0035]上述收集器50的具体结构是:收集器50外壳带有冷却水套，冷却水套的外层安装有进水口和出水口，收集器50内腔内设置的横向的隔板44将收集器50内腔分割成上腔43和下腔45，下腔45内间隔排列有气固分离过滤管33，气固分离过滤管33的下端封闭、上端连接的连接管28穿过隔板44后开口于上腔43，上腔43内的每个连接管28上均设置有气体反吹用的电磁控制阀42，电磁控制阀42与隔板44之间的连接管28上通过三叉管连接有与高压储气罐26连通的供气管27，供气管27上设置有供气用的电磁控制阀42，所述的出料管24与收集器50的下腔45连通，所述收集器50的出气口设置在收集器50的上腔43上，所述的气体反吹用的电磁控制阀42和供气用的电磁控制阀42由控制器控制。
[0036]上述冷却管32上连通有分别与出料管24和收集器50的下腔45连通的冷却用支气管39。
[0037]上述气固分离过滤管33的外径L2为8—85mm，气固分离过滤管33的壁厚均为1一5mm，所述气固分离过滤管33有8—80根，下腔45内气固分离过滤管33的长度L4为20 —3000mm，相邻两气固分离过滤管33外壁之间的距离L1为1一500mm，最外边的气固分离过滤管33外壁与收集器50内壁之间的距离L3为1 一500mm。
[0038]用多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的装置制取高纯金属粉体的方法，包括如下步骤:
[0039](1)启动真空栗，将蒸发炉内腔、收集器内腔以及循环连通的出料管内腔、冷却管内腔抽真空(真空度为OPa或更小)后，注入惰性气体，惰性气体的压力为10—90KPa;
[0040](2)将单一固体金属或金属合金粉碎研磨成1 一300um(最佳为3—9um)的金属粉末，将该金属粉末投入储料桶18内；
[0041](3)启动等离子电弧柜使等离子非转移弧枪工作，开启蒸发炉、收集器上的循环冷却水装置，启动收集器、气固分离器、抽风机、热交换器、蒸发炉组成的冷气循环系统，以控制蒸发炉内腔、出料管内腔、冷却管内腔、收集器内腔的温度；
[0042 ] (4)通过进料管20上的阀门34及流量控制阀19将储料桶18内储存的金属粉末定量且连续地从进料管20的轴线方向送入蒸发炉12内腔与等离子非转移弧枪17喷射的12000—18000°C的弧光相交瞬间气化成气态金属；
[0043](5)启动真空栗29及抽风机31，气态金属经过出料管24进入收集器50的下腔，经过气固分离过滤管33管壁上的微孔过滤，气体有一路与真空栗29连通保持收集器50内腔的真空度、另一路经气固分离器30、抽风机31、热交换器35后回蒸发炉12内腔，部分气体经支气管进入出料管24和收集器50的下腔参与冷却降温，经过气固分离过滤管33过滤后的超细金属粉末由收集器50下腔的排料管28定期排出；
[0044](6)由控制器控制的电磁控制阀42将高压储气罐26内储存的高压气体通过三叉管供气管27定期送入气固分离过滤管33的中心孔内反吹，将封堵在气固分离过滤管33微孔上以及收集器50内腔侧壁上的超细金属粉末吹下经排料管28定期排出，排出的超细金属粉末的平均直径为10—lOOOnm。
[0045]排料管28上至少安装有两个阀门34，两个阀门34交替开关，可以保持不停机出料。
[0046]上述的纳米金属为纳米级的娃、银、锡、铜、招、铅、络、猛之一，所述的纳米金属合金为纳米级的锡铜银合金或铜镍合金或铜锰合金等金属合金，所述的惰性气体为氮气或氩气之一，惰性气体的压力为60—70KPa。
[0047]上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的装置，包括由炉壁与炉盖连接成的蒸发炉，其特征在于:所述炉盖上设置有进料管，进料管外侧的炉盖外表面上布设有两个以上的等离子非转移弧枪，进料管的出料口和等离子非转移弧枪的喷头均伸入蒸发炉内腔内，出料管的一端与蒸发炉内腔连通、另一端与带有排料管的收集器的进料口连通，收集器的出气口上安装有气固分离器，气固分离器的出气口通过冷却管依次连接抽风机、热交换器后与蒸发炉内腔循环连通，伸出炉盖外侧的进料管连接流量控制阀后与储料桶的内腔连通，与冷却管的内腔连通的管路或部件上安装有真空栗。2.根据权利要求1所述的多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的装置，其特征在于:所述等离子非转移弧枪有2—10支，每支等离子非转移弧枪的轴线与蒸发炉的轴线夹角为5—40度，所有的等离子非转移弧枪的轴线与进料管的轴线相交于一点，等离子非转移弧枪由等离子电弧柜提供电源。3.根据权利要求1所述的多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的装置，其特征在于:所述进料管的内径为0.5—10_。4.根据权利要求1所述的多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的装置，其特征在于:所述的出料管由外到内依次设置有冷却水套层、保温材料层、耐高温材料层，所述的耐高温材料是氧化锆或石墨或耐高温合成材料或耐高温石英材料。5.根据权利要求1所述的多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的装置，其特征在于:所述的炉壁和炉盖均为双层不锈钢水套结构，炉壁和炉盖上设置有与双层不锈钢水套连通的进出水接头，炉盖或炉壁上设置有观察蒸发炉内部情况的视镜。6.根据权利要求1所述的多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的装置，其特征在于:所述的喷头伸入蒸发炉内腔的并在伸入蒸发炉内腔的喷头的外表面包覆有耐高温材料制成的护套，所述的护套是用氧化锆或石墨或耐高温合成材料或耐高温石英材料制造的。7.根据权利要求1一6所述的多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的装置，其特征在于:所述收集器的具体结构是:收集器外壳带有冷却水套，冷却水套的外层安装有进水口和出水口，收集器内腔内设置的横向的隔板将收集器内腔分割成上腔和下腔，下腔内间隔排列有气固分离过滤管，气固分离过滤管的下端封闭、上端连接的连接管穿过隔板后开口于上腔，上腔内的每个连接管上均设置有气体反吹用的电磁控制阀，电磁控制阀与隔板之间的连接管上通过三叉管连接有与高压储气罐连通的供气管，所述的出料管与收集器的下腔连通，所述收集器的出气口设置在收集器的上腔上，所述的气体反吹用的电磁控制阀由控制器控制。8.根据权利要求7所述的多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的装置，其特征在于:所述冷却管上连通有分别与出料管和收集器的下腔连通的冷却用支气管。9.根据权利要求7所述的多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的装置，其特征在于:所述气固分离过滤管的外径为8—85mm，气固分离过滤管的壁厚均为1一5mm，所述气固分离过滤管有8—80根，下腔内气固分离过滤管的长度为20—3000mm，相邻两气固分离过滤管外壁之间的距离为1 一500mm，最外边的气固分离过滤管外壁与收集器内壁之间的距离为1一500mm。10.如权利要求7所述的多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的装置制取高纯金属粉体的方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)启动真空栗，将蒸发炉内腔、收集器内腔以及循环连通的出料管内腔、冷却管内腔抽真空后，注入惰性气体，惰性气体的压力为10—90KPa ； (2)将单一固体金属或金属合金粉碎研磨成1一 300um的金属粉末，将该金属粉末投入储料桶内； (3)启动等离子电弧柜使等离子非转移弧枪工作，开启蒸发炉、收集器上的循环冷却水装置，启动收集器、气固分离器、抽风机、热交换器、蒸发炉组成的冷气循环系统，以控制蒸发炉内腔、出料管内腔、冷却管内腔、收集器内腔的温度； (4)通过进料管上流量控制阀将储料桶内储存的金属粉末或合金粉末定量且连续地从进料管的轴线方向送入蒸发炉内腔与等离子非转移弧枪喷射的弧光相交瞬间气化成气态金属； (5)启动真空栗及抽风机，气态金属经过出料管进入收集器的下腔，经过气固分离过滤管的过滤，气体有一路与真空栗连通保持收集器内腔的真空度、另一路经气固分离器、抽风机、热交换器后回蒸发炉内腔，部分气体经支气管进入出料管和收集器的下腔参与冷却降温，经过气固分离过滤管过滤后的超细金属粉末由收集器下腔的排料管定期排出； (6)由控制器控制的电磁控制阀将高压储气罐内储存的高压气体通过三叉管供气管定期送入气固分离过滤管的中心孔内反吹，将封堵在气固分离过滤管微孔上以及收集器内腔侧壁上的超细金属粉末吹下经排料管定期排出。11.根据权利要求10所述的多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的方法，其特征在于:所述的纳米金属为纳米级的娃、银、锡、铜、招、铅、络、猛之一，所述的纳米金属合金为纳米级的锡铜银合金或铜镍合金或铜锰合金，所述的惰性气体为氮气或氩气之一，惰性气体的压力为60—70KPa。
【专利摘要】本发明涉及多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的装置及方法，所述装置是：蒸发炉的炉盖上设进料管及两个以上的等离子非转移弧枪，出料管与收集器、气固分离器、抽风机、热交换器、蒸发炉依次连通，连通的管路上设有真空泵，伸出炉盖外侧的进料管连接流量控制阀后与储料桶的内腔连通，与冷却管的内腔连通的管路或部件上安装有真空泵，所述方法是：用真空泵将蒸发炉内腔抽真空后注入10—90KPa的惰性气体，启动等离子非转移弧枪及其他设备后，从进料管加料、从收集器收料，优点是：本发明制取的金属粉末的纯度高、均匀性好、合金比准确，有利于后期各种电子浆料、焊接胶体材料的制作。
【IPC分类】B22F9/14, B22F9/12, B82Y40/00
【公开号】CN105458277
【申请号】CN201510967413
【发明人】江永斌
【申请人】江永斌
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月19日