处理颗粒的方法、相关装置和颗粒的制作方法_4

文档序号:9427175阅读:来源:国知局
,真空系统121连续地、有规律地或根据压力来应用。这些流被平衡以在室内维持预定的低压等离子体形成条件,被污染或用过的气体从处理空间排出,新鲜的干净气体流替代废气以维持合适的操作条件。合适的工作压力已在上面描述。
[0087]操作中,将RF动力施加在导电的壳1(或鼓壁,如果这是反电极的话)和中心电极103之间。低压气体等离子体的原理是众所周知的。在沿着电极紧邻的区域形成期望的辉光区,如图7中附图标记106所示。
[0088]图7中示意性地显示了基本操作。位于处理鼓104内的颗粒107装料的一部分107’由每个经过的挡板144携带转动。转速通过常规试验结合挡板的适当可达范围和形状设置以使得挡板向上携带颗粒然后使它们向下抛下或者降落穿过邻近电极3的中心区,即,按照选择穿过等离子体的活性辉光区106。发现这种方式在实现对所有颗粒的有效处理方面很有价值。如果鼓以随机速度转动,或没有挡板,仍能通过等离子体对颗粒进行表面激活,但是这样较缓慢并且在粒子群体中更多变。
[0089]图8示出了一种简单形式的中心电极,钢管1103相对于壳101固定地安装。气体可以沿着这种管子送进并出现在尖端。或者,多个开口可以一直沿着/绕着管子间隔地设置,以使得气体一直沿着/绕着它的长度弥漫。
[0090]在一个基础试验中,以直径为6.5mm的所示的简单中心阴极1103、250mm直径的鼓、40kHz的RF动力、0.4mbar的操作压力、通过管状阴极送进的处理气体空气来操作系统。载入I千回收的橡胶颗粒(废胎橡胶),最大粒径为大约0.4mm。一直围绕或一直沿着电极3形成相对均勾的辉光等离子体区。鼓以一定速度旋转以使得碎橡胶按照选择地穿过辉光区落下。处理大约两分钟后,颗粒从鼓中清空并发现极好地散布在水中,表明具有高水平的表面激活。
[0091]为了注入处理气体,处理室可以设有超过一个气体注入点(例如在壳或鼓内的不同点和/或用于在中心电极处或沿着中心电极注入气体的不同选择)。因此,可以根据待处理材料选择合适的点以产生有效的处理。
[0092]理想地,处理鼓的转速是可调整的,以使颗粒按照选择穿过辉光等离子体区落下。
[0093]鼓能以各种方式形成。一个可能方案是导电鼓壁自身形成反电极用于等离子体形成。前和后端板可以是介电的。另一可能方案是充分介电的鼓,具有分离的反电极结构或其他等离子体激励结构。该结构可以是外部壳。
[0094]玻璃是用于形成挡板、鼓端板以及鼓壁中任一的合适的并且容易获得的介电材料。也可以使用塑料或陶瓷材料。
[0095]第三实施例
[0096]图9和10示出了另一处理鼓,其适合用于处理纳米颗粒,例如CNTs。它具有金属(例如钢或铝)的圆柱形鼓壁2004作为反电极。它将安装在真空室内用于旋转,例如安在支撑滚子上。
[0097]端壁是绝缘的。后端壁是玻璃或惰性塑料,例如PTFE,并包括内层和外层2432、2431,其间夹有过滤层(未示出)。这种端壁过滤模块具有占其面积一半以上的大窗口2111,这样,通过过滤器的气体流速低。发现这将改善等离子体稳定性,即抑制电弧产生。后端壁的中心具有用于轴向电极的支座,未示出。电极是管状金属电极,在使用中,处理气体沿其送进。可以将它容放在外套内。
[0098]一组八个非导电的(塑料)提升叶片244在金属鼓内部周围安装。前端壁具有简单的绝缘密封壁或盖子,其由紧固轴环夹持,该紧固轴环可以任选地螺旋到金属鼓端上,后端处的模块也是同样。
【主权项】
1.一种处理颗粒的方法,其中颗粒在处理容器中经受等离子体处理,等离子体在位于处理容器内的区域在相对的电极之间产生,并且其中: 一个所述电极延伸到所述容器的内部空间中; 在等离子体处理期间,所述容器被搅动或旋转以引起内部颗粒的相对运动,以及 用于形成等离子体的气体被送入所述容器中; 其中,通过延伸到所述内部空间中的所述电极将气体送入所述容器中。2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述电极是管状的。3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述容器是在等离子体处理期间旋转的鼓。4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述电极沿鼓的轴向方向延伸。5.根据权利要求4所述的方法,其中,气体通过气体注入结构而注入,所述气体注入结构在鼓的轴线处位于电极上或电极附近。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,气体通过过滤构件被送入容器中。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,处理容器中的压力为100Pa或更小。8.根据权利要求7所述的方法,其中,处理容器中的压力小于500Pa。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,等离子体为在所述电极之间利用直流或小于10kHz的RF频率形成的辉光放电等离子体。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在处理期间,通过排空端口从容器排空气体,所述排空端口具有用于将颗粒保留在容器中的过滤构件。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,颗粒是碳纳米管或者其他纳米颗粒。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,颗粒的最大尺寸为Imm或更小。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,颗粒的最大尺寸为0.5mm或更小。14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,处理容器具有导电的外壁,所述外壁包括或构成反电极。15.一种处理颗粒的方法,其中颗粒在处理容器中经受等离子体处理,等离子体在位于处理容器内的区域在相对的电极之间产生,并且其中: 在等离子体处理期间,所述容器被搅动或旋转以引起内部颗粒的相对运动; 处理容器中的压力为100Pa或更小,以及 等离子体为在所述电极之间利用直流或小于10kHz的RF频率形成的辉光放电等离子体。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在等离子体处理之后,向已处理的颗粒加入流体,并且已处理的颗粒散布入流体中。17.根据权利要求16所述的方法,其中,所述流体为溶剂、可固化聚合物成分、可固化聚合物组分或可固化聚合物的前体。18.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在等离子体处理之后,密封容器并从装置中移开容器以用作已处理颗粒的容放装置。19.用于以根据权利要求1-15中任一项所述的方法处理颗粒的装置,包括所述处理容器和电极。20.通过根据权利要求1-15中任一项的处理方法获得的颗粒,或通过根据权利要求16或17的处理方法获得的散布在流体中的散布颗粒。21.包括采用根据权利要求1-15中任一项的方法处理纳米颗粒并将处理的纳米颗粒结合到聚合物成分中的方法。
【专利摘要】本发明公开了对小颗粒进行等离子体处理,所述小颗粒例如为碳纳米管。技术目标是实现可控制的处理程度,其在处理的这些颗粒中相当地均匀。所提出的方法使用了旋转处理鼓(4)中产生的低压等离子体(辉光放电)。鼓(4)具有轴向电极(3)、内部叶片(44)以及可密封的罩或盖子(5)。它可以经具有颗粒保留过滤器的端口(52)排空。处理气体可以输送给它以维持等离子体,例如,通过中心电极(3)中的进料口(32)。可以提供外部电极,其作为分离的外罩(8)或作为鼓(4)的导电外筒壁。沿中心电极产生辉光放电,并且调整鼓的旋转速度以使颗粒穿过等离子体区落下。鼓(4)还可具有端口(51),可通过它引入流体以安全地散布颗粒。
【IPC分类】B01J19/08
【公开号】CN105148817
【申请号】CN201510481612
【发明人】I·瓦尔特斯
【申请人】黑达勒石墨工业公共有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2010年6月9日
【公告号】CN102625729A, CN102625729B, EP2440323A1, US20120145041, WO2010142953A1
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