CN100444995C - 超细铝粉及纳米级铝粉的生产方法 - Google Patents

超细铝粉及纳米级铝粉的生产方法 Download PDF

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Abstract

一种超细铝粉及纳米级铝粉的生产方法，其特征是该生产方法的工艺流程包括：(1)铝丝去油清洗；(2)导入蒸发室，使用输送器以导入速度为2～5m/min导入至真空蒸发装置的蒸发室内，其真空度为10-1～10-3Pa；(3)加热蒸发，加热温度至2400℃以上，达到铝的沸点，使其成为铝蒸气；(4)冷凝，通过冷凝室用水套进行冷却，冷却水温度控制在30～50℃范围，使铝蒸气迅速降温，形成铝粉，吸附在冷凝室内；(5)收集包装，将冷凝室中的铝粉取出，装入铁桶，真空封装保存：该方法生产的纳米级铝、细铝粉，其粒度细、分散性好、活性高，并且成本低，可形成大规模生产，而具经济实用性。

Description

超细铝粉及纳米级铝粉的生产方法
技术领域
本发明涉及一种铝粉的生产方法，特别涉及一种分散性好、活性高的超细铝粉及纳米级铝粉的生产方法。
背景技术
纳米级铝粉和超细铝粉作为火箭的固体推进剂的助燃剂，具有不可取代的地位，而目前，我国几大铝粉生产厂家，普遍采用雾化法生产，其各种粒级的铝粉产量合计数百吨，并且这种方法生产的铝粉粒度一般在45～100μm，集尘收集到的副产品5～10μm的铝粉仅占总产量的1％左右，所以估计全国年产微米级的铝粉约1吨左右，远远满足不了市场的需求量，此外，该种方法制取细铝粉最大的不足是被动型生产，不能根据需求来调节生产量；另外，国外也有使用离子溅射法制取超细铝粉，但由于设备造价昂贵，无法进行大规模的工业生产。
有鉴于此，为了解决生产中存在的问题，本创作人根据自己的实际经验及技术理念，经研究、开发，而终有本发明产生。
发明内容
本发明是要提供一种超细铝粉及纳米级铝粉的生产方法，以解决使纳米级超细铝粉的粒度细、分散性好、活性高，并能以工艺参数控制铝粉粒度的技术问题。
解决上述技术问题所采用的技术方案是这样的：
一种超细铝粉及纳米级铝粉的生产方法，其特征是：该生产方法的工艺流程包括：
(1)铝丝去油清洗：选用直径为2～8mm的铝丝用NaOH进行去油，去油后用水进行清洗处理；
(2)导入蒸发室：该铝丝经输送器以2～5m/min的速度导入真空蒸发装置的蒸发室，其真空度为10-1～10-3Pa；
(3)加热蒸发：在蒸发室内，采用钼坩埚做加热元件，把铝丝加热到2400℃以上，达到铝的沸点，使其成为铝蒸气，其中，钼坩埚的加热电流为700～900A、加热电压为12～15V；
(4)冷凝：在蒸发室上方的冷凝室用水套进行冷却，冷却温度控制在30～50℃范围内，使铝蒸气迅速降温，形成铝粉，吸附在冷凝室内；
(5)收集包装：将冷凝室中铝粉取出，装入铁桶，真空保存；
该真空蒸发装置包括有一蒸发室及铝丝的输送器，该蒸发室包括有一由电控柜控制加热温度的钼坩埚，该蒸发室上方为一冷凝室，该冷凝室四周由水套进行冷却；
该铝丝的导入速度为2～3m/min时，其蒸发室钼坩埚的加热电流为800～900A、加热电压为12～15V，该冷凝室内形成10～100nm粒度的纳米级铝粉；
该铝丝的导入速度为4～5m/min时，其蒸发室钼坩埚的加热电流为700～800A、加热电压为12～15V，该冷凝室内形成1～5μm粒度的超细铝粉。
本发明采用直径2～8mm的高纯铝丝，使用输送器以导入速度为2～5m/min导入至真空蒸发装置的蒸发室内，再采用钼坩埚做加热元件，其加热电流为700～900A，加热电压为12～15V，将铝丝加热至2400℃以上，达到铝的沸点，使其成为铝蒸气，再通过冷凝室用水套进行冷却，冷却水温度控制在30～50℃范围，使铝蒸气迅速降温，形成铝粉，吸附在冷凝室内，最后将冷凝室中的铝粉取出，装入铁桶，真空封装保存；该方法生产的纳米级铝粉、超细铝粉，其粒度细、分散性好、活性高，更重要的是可以通过改变温度、压力、真空度等工艺参数来控制铝粉的粒度，使纳米铝粉的粒度在10～100nm范围内，超细铝粉粒在1～5μm范围内，从而解决了使纳米级超细铝粉的粒度细、分散性好、活性高，并能以工艺参数控制铝粉粒度的技术问题。
本发明方法简易、结构简单，其优点如下：
1、本发明采用蒸发冷凝法生产的纳米级铝粉、超细铝粉填补了市场空白，其粒度细、分散性好、活性高，并可以工艺参数控制铝粉的粒度，功效高。
2、本发明的工艺生产过程中，其燃烧迅速均匀，完全消除铝粉聚集燃烧过程带来的不利现象，对提高固体火箭推进剂性能起到重要作用，具实用性。
3、本发明的生产设备制造成本低，并可形成大规模生产，具经济性。
附图说明
图1为本发明的生产方法工流程图。
图2为本发明的真空蒸发装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明的生产方法工流程图，即超细铝粉及纳米级铝粉的生产方法的工艺流程图，其中，该生产方法的工尘流程包括：
(1)铝丝去油清洗：选用直径为2～8mm的铝丝用NaOH进行去油，去油后用水进行清洗处理；
(2)导入蒸发室：该铝丝经输送器以2～5m/min的速度导入真空蒸发装置的蒸发室，该真空蒸发装置的真空度为10-1～10-3Pa；
(3)加热蒸发：在蒸发室内，采用钼坩埚做加热元件，把铝丝加热到2400℃以上，达到铝的沸点，使其成为铝蒸气，其中，钼坩埚的加热电流为700～900A、加热电压为12～15V；
(4)冷凝：在蒸发室上方的冷凝室用水套进行冷却，冷却温度控制在30～50℃范围内，使铝蒸气迅速降温，形成铝粉，吸附在冷凝室内；
(5)收集包装：将冷凝室中铝粉取出，装入铁桶，真空保存；
如图2所示，该真空蒸发装置包括有一蒸发室40及铝丝50的输送器60，该蒸发室40包括有一由电控柜10控制加热温度的钼坩埚41，该蒸发室40上方为一冷凝室30，该冷凝室30、蒸发室40四周由水套20进行冷却；
该铝丝50的导入速度为2～3m/min时，其蒸发室40钼坩埚41的加热电流为800～900A、加热电压为12～15V，该冷凝室30内形成10～100nm粒度的纳米级铝粉；
该铝丝50的导入速度为4～5m/min时，其蒸发室40钼坩埚41的加热电流为700～800A、加热电压为12～15V，该冷凝室30内形成1～5μm粒度的超细铝粉。
本发明采用直径2～8mm的高纯铝丝，其中以5mm的高纯铝丝为例，使用输送器以导入速度为2～5m/min导入至真空蒸发装置的蒸发室内，再采用钼坩埚做加热元件，其加热达到铝的沸点，使其成为铝蒸气，再通过冷凝室用水套进行冷却，冷却水温度控制在30～50℃范围，使铝蒸气迅速降温，形成铝粉，吸附在冷凝室内，最后将冷凝室中的铝粉取出，装入铁桶，真空封装保存；该方法生产的纳米级铝粉、超细铝粉，其粒度细、分散性好、活性高，更重要的是可以通过改变温度、压力、真空度等工艺参数来控制铝粉的粒度，使纳米铝粉的粒度在10～100nm范围内，超细铝粉粒在1～5μm范围内，其生产成本低，并可形成大规模生产，而具经济实用性。
综上所述，本发明的方法简便，成本低，具经济实用性，符合发明专利各要件，故依法提出发明专利申请。

Claims (4)

1、一种超细铝粉及纳米级铝粉的生产方法，其特征是：该生产方法的工艺流程包括：
(1)铝丝去油清洗：选用直径为2～8mm的铝丝用NaOH进行去油，去油后用水进行清洗处理；
(2)导入蒸发室：该铝丝经输送器以2～5m/min的速度导入真空蒸发装置的蒸发室，其真空度为10-1～10-3Pa；
(3)加热蒸发：在蒸发室内，采用钼坩埚做加热元件，把铝丝加热到2400℃以上，达到铝的沸点，使其成为铝蒸气，其中，钼坩埚的加热电流为700～900A、加热电压为12～15V；
(4)冷凝：在蒸发室上方的冷凝室用水套进行冷却，冷却温度控制在30～50℃范围内，使铝蒸气迅速降温，形成铝粉，吸附在冷凝室内；
(5)收集包装：将冷凝室中铝粉取出，装入铁桶，真空保存。
2、根据权利要求1所述的超细铝粉及纳米级铝粉的生产方法，其特征是：该真空蒸发装置包括有一蒸发室及铝丝的输送器，该蒸发室包括有一由电控柜控制加热温度的钼坩埚，该蒸发室上方为一冷凝室，该冷凝室四周由水套进行冷却。
3、根据权利要求1所述的超细铝粉及纳米级铝粉的生产方法，其特征是：该铝丝的导入速度为2～3m/min时，其蒸发室钼坩埚的加热电流为800～900A，该冷凝室内形成10～100nm粒度的纳米级铝粉。
4、根据权利要求1所述的超细铝粉及纳米级铝粉的生产方法，其特征是：该铝丝的导入速度为4～5m/min时，其蒸发室钼坩埚的加热电流为700～800A，该冷凝室内形成1～5μm粒度的超细铝粉。
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