一种球形氧化镁的制备方法及制备装置与流程

本发明涉及无机材料制备技术领域，具体涉及一种球形氧化镁的制备方法及制备装置。

背景技术：

在电子导热领域中被广泛使用的导热材料有金属、金属氧化物、氮化物、碳材料等。与金属相比，其氧化物热导率虽然不高，但是价格十分低廉，大量填充到聚合物中冶可以达到理想的导热效果。导热塑料应用的行业越来越多，市场对于具有优良力学性能和高导热材料的需求也越来越大。因此，开发新型导热填料，探索不同种类填料对改善复合材料导热性能以及应用领域应受到高度重视，并应及时解决，以满足现代科学技术和国民发展的需要。

由于角形氧化镁粉具有不规则的颗粒形状，缺乏流动性，填充率低，填充性差，多用到低端电子导热产品中。氮化硼和氮化铝因其生产工艺复杂，价格高，产品的六方晶系结构限制致使导热性能不稳定，目前在电子导热产品中少量添加使用。

现有技术是以硫酸镁及氨水为原料，经静态反应制备出花球氢氧化镁前驱体，然后经氢氧化钠溶液处理后，球形颗粒表面变得光滑，得到纯度较高的球形氧化镁产物，再经煅烧后得到产物球形氧化镁；除此之外，还可以采用燃料加热（天然气、乙炔等）的方式获得球形氧化镁；但是此类方法得到的球形氧化镁存在表面光洁度差、粒度不均、比表面积小、导热性差等问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术不足，本发明提供一种球形氧化镁的制备方法及制备装置，通过等离子束产生的高温瞬间熔融氧化镁，解决了传统球形氧化镁制备时热值不够难以瞬间熔融的问题，降低了成本且粒度范围可控，能快速大批量生产。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种球形氧化镁的制备方法，包括以下步骤：

s1：制备氧化镁粉体；

s2：将等离子束作用于球形氧化镁粉体，使其瞬间熔融球化；

s3：熔融球化后的氧化镁降温冷却，获得球形氧化镁粉料；

s4：对球形氧化镁粉料进行筛分，获得粒度分布均匀的球形氧化镁粉体。

所述球形氧化镁的制备装置，包括漏斗、下料装置、等离子火炬管、等离子发射器、下料管和料槽；所述漏斗下方安装下料装置；下料装置下方安装等离子火炬管，等离子火炬管上设有等离子发生器；等离子火炬管下方安装下料管；下料管下方设有料槽。

所述下料装置上设有变频振动器，通过控制频率振动来使漏斗中的氧化镁落入等离子火炬管内。

所述等离子火炬管中的等离子束覆盖区的温度设置为6000-10000℃，通过高温将氧化镁瞬间熔融球化。

所述下料管和料槽均为陶瓷材质制成，具有良好的耐热性。

还可以将料槽连接筛分装置，直接将料槽内的球形氧化镁粉体按规格进行分级筛分，获得粒度分布均匀的球形氧化镁粉体。

本发明的有益效果是：该方法通过等离子束的高温瞬间熔融氧化镁解决了热值不够难以瞬间熔融的问题，降低了成本且粒度范围可控，能快速大批量生产球形氧化镁粉体；与现有技术中通过化学合成的方法相比，提高了氧化镁的球化度，降低成本，减少劳动强度，能够有效的控制粒度范围，安全环保，导热效果好，可用于大功率设备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是球形氧化镁制备设备的结构原理图；

图2是实施例一的电镜照片；

图3是实施例二的电镜照片。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一，将d50为5微米氧化镁粉体（100公斤）投入漏斗1中，在变频振动器的作用下氧化镁粉体通过下料装置2进入等离子火炬管3中，氧化镁粉体料速度设置在2.5kg/min，等离子火炬管3中的等离子束覆盖区的温度设置为6000-8000℃，氧化镁粉体经过时瞬间熔融球化，然后通过下料管5进入料槽6内，得到球化度95%以上的氧化镁粉料；随后可以再利用筛分装置对球形氧化镁粉料进行筛选，得到粒度分布均匀的球形氧化镁粉体。

下表为实施例一的实验数据：

实施例二，将d50为40微米氧化镁粉体（100公斤）投入漏斗1中，在变频振动器的作用下氧化镁粉体通过下料装置2进入等离子火炬管3中，氧化镁粉体料速度设置在1.8kg/min，等离子火炬管3中的等离子束覆盖区的温度设置为8000℃-10000℃，氧化镁粉体经过时瞬间熔融球化，然后通过下料管5进入料槽6内，得到球化度90%以上的氧化镁粉料；随后可以再利用筛分装置对球形氧化镁粉料进行筛选，得到粒度分布均匀的球形氧化镁粉体。

下表为实施例一的实验数据：

所述球形氧化镁的制备装置包括漏斗1、下料装置2、等离子火炬管3、等离子发射器4、下料管5和料槽6；所述漏斗1下方安装下料装置2；下料装置2下方安装等离子火炬管3，等离子火炬管3上设有等离子发生器4；等离子火炬管3下方安装下料管5；下料管5下方设有料槽6。还可以将料槽连接筛分装置，直接将料槽内的球形氧化镁粉体按规格进行分级筛分，获得粒度分布均匀的球形氧化镁粉体。

为了方便控制氧化镁料体下料速率，所述下料装置2上设有变频振动器，通过控制频率振动来使漏斗1中的氧化镁落入等离子火炬管内。

所述等离子火炬管中的等离子束覆盖区的温度设置为6000-10000℃，可通过高温将氧化镁瞬间熔融球化。

所述下料管5和料槽6均为陶瓷材质制成，具有良好的耐热性。

以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

技术特征：

1.一种球形氧化镁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1：制备氧化镁粉体；

s2：将等离子束作用于球形氧化镁粉体，使其瞬间熔融球化；

s3：熔融球化后的氧化镁降温冷却，获得球形氧化镁粉料；

s4：对球形氧化镁粉料进行筛分，获得粒度分布均匀的球形氧化镁粉体。

2.一种球形氧化镁的制备装置，其特征在于，包括漏斗（1）、下料装置（2）、等离子火炬管（3）、等离子发射器（4）、下料管（5）和料槽（6）；所述漏斗（1）下方安装下料装置（2）；下料装置（2）下方安装等离子火炬管（3），等离子火炬管（3）上设有等离子发生器（4）；等离子火炬管（4）下方安装下料管（5）；下料管（5）下方设有料槽（6）。

3.根据权利要求2所述的球形氧化镁的制备装置，其特征在于，所述下料装置（2）上设有变频振动器。

4.根据权利要求2所述的球形氧化镁的制备装置，其特征在于，所述等离子火炬管（3）中的等离子束覆盖区的温度设置为6000-10000℃。

5.根据权利要求2所述的球形氧化镁的制备装置，其特征在于，所述下料管（5）和料槽（6）均为陶瓷材质制成。

技术总结
本发明公开了一种球形氧化镁的制备方法及制备装置，包括以下步骤：制备氧化镁粉体；将等离子束作用于球形氧化镁粉体，使其瞬间熔融球化；熔融球化后的氧化镁降温冷却，获得球形氧化镁粉料；对球形氧化镁粉料进行筛分，获得粒度分布均匀的球形氧化镁粉体。所述球形氧化镁的制备装置，包括漏斗、下料装置、等离子火炬管、等离子发射器、下料管和料槽；所述漏斗下方安装下料装置；下料装置下方安装等离子火炬管，等离子火炬管上设有等离子发生器；等离子火炬管下方安装下料管；下料管下方设有料槽。该方法通过等离子束的高温瞬间熔融氧化镁解决了热值不够难以瞬间熔融的问题，降低了成本且粒度范围可控，能快速大批量生产球形氧化镁粉体。

技术研发人员：王武平;邵长波;刘荣和
受保护的技术使用者：邹平恒嘉新材料科技有限公司
技术研发日：2021.04.26
技术公布日：2021.07.06