CN102873323A - 电子钽粉性能改善装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子钽粉性能改善装置，包括：主要由进料室、加热室和收料室组成的装置主体；用于提供等离子弧对原料进行加热的等离子加热器系统，包括：设于加热室中的喷枪，其喷射方向与由进料室输入加热室的原料的下落轨迹相应，以及，与喷枪配合的能源供给及控制单元；至少用于在装置主体内产生真空环境的真空系统，所述真空系统分别与进料室、加热室和收料室连通；至少用于向等离子加热器系统及装置主体提供等离子弧用气及保护和/或平衡用气的气源及控制系统。本发明采用等离子做热源，加热温度高，加热时间短，冷却迅速，处理后的钽粉无结块现象，不增加新的杂质，粒形得到较大改善，比容损失小，流动性能好，耐压值提高明显。

Description

电子钽粉性能改善装置
技术领域
本发明特别涉及一种用于改善电子钽粉性能的等离子真空装置，属于等离子真空设备领域。
背景技术
钽粉的主要用途是制造钽电容器。除了电容器制造技术的因素之外，钽粉的质量对电容器的性能也有着决定性的影响。目前衡量电子钽粉电性能好坏的技术指标主要是纯度、粒度和粒形等。通常认为钽粉中杂质含量越低，纯度越高，其制得的容器漏电流越小，可靠性越高，使用寿命越长。钽粉越细，粒形越复杂，孔隙度越大，比表面积就越大，这样的钽粉比电容高，但其制得的电容器漏电流大，耐压值低。
现有的生产高性能电子钽粉原料的方法主要有下列两种，一种是采用化学还原法，即将氟钽酸钾钠还原获得电子钽粉，另一种是电弧熔炼或电子束熔炼的钽锭经氢化、球磨破碎、脱氢而获得电子钽粉。其中，第一种方法所得电子钽粉粒度小，粒形复杂，比电容高，但漏电流大，耐压值低；第二种方法所得电子钽粉纯度高，漏电流小，其粒形简单，耐压值高，但其粒形粗糙，易引起尖端放电而影响电容器的可靠性。因而，无论哪种方法制得的粉，为获得更好的电性能，都需进行高温热处理。
通常高温热处理是在真空金属炉中进行，但其加热时间长，冷却慢，钽粉烧结严重，比容损失大，热处理温度受到限制，粒子表面质量改善难彻底，且后续要对热处理钽粉进行磨筛分级，易带入新的杂质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子钽粉性能改善装置，从而克服现有技术中的不足。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种电子钽粉性能改善装置，包括：
装置主体，包括进料室、加热室和收料室，所述加热室设于进料室正下方，所述收料室设于加热室下方；
用于提供等离子弧对原料进行加热的等离子加热器系统，包括：
设于加热室中的喷枪，所述喷枪的喷射方向与由进料室输入加热室的原料的下落轨迹相应；以及，
与喷枪配合的能源供给及控制单元；
至少用于在装置主体内产生真空环境的真空系统，所述真空系统分别与进料室、加热室和收料室连通；
至少用于向等离子加热器系统及装置主体提供等离子弧用气及保护和/或平衡用气的气源及控制系统。
作为优选方案之一，所述进料室和收料室采用手套箱结构。
进一步的，所述进料室内还设有用于将上部腔体和下部腔体相互隔离的隔离门。
作为优选方案之一，所述进料室下端设置原料输出口，所述喷枪设于原料输出口下方，且其喷射方向与原料输出口的轴线垂直。
作为较佳应用方案之一，所述进料室下端连接有S形管道，所述S形管道下端设置原料输出口。
进一步的，所述收料室设在与所述喷枪的喷射方向相应的加热室一侧下方。
作为可实施的方案之一，所述能源供给及控制单元包括主变压器、交直流变换装置和控制引弧器，所述喷枪依次经交直流变换装置及主变压器与电源连接，同时还与控制引弧器连接。
作为可实施的方案之一，所述真空系统包括高真空扩散泵，所述高真空扩散泵经前级旋片泵分别与进料室、加热室和收料室连通。
作为较佳应用方案之一，所述真空系统经一阀门与进料室连通，并经另一阀门与加热室和收料室连通。
进一步的，该电子钽粉性能改善装置还包括：至少用于对所述装置主体、等离子加热器系统和真空系统中的发热部件进行冷却的水冷系统。
与现有技术相比，本发明至少具有如下优点：采用高能量的等离子弧直接对流经的钽粉进行热处理，加热温度高、升温迅速，在1秒内钽粉表面温度可达2000℃，处理后的钽粉光洁圆润、流动性好，耐压值高，由于加热时间短，冷却迅速，钽粉温度在5秒内降至800℃以下，无烧结成块现象，无需后续磨筛，不会带入新的杂质，纯度更高且比容损失小。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做一步阐述。
图1是本发明一较佳实施例中电子钽粉性能改善装置的结构示意图；
附图标记说明：进料室1、前级旋片泵2、阀门3、高真空扩散泵4、加热室5、收料室6、水冷系统7、气源及控制系统8、隔离门9、交直流变换装置10、控制引弧器11、喷枪12、气体流量控制器13、进料电机14、装料罐15、阀门16、主变压器17。
具体实施方式
参阅图1，作为本发明的一较佳实施例，该电子钽粉性能改善装置包括：装置主体，以及，与装置主体配合的等离子加热器系统、真空系统、气源及控制系统和冷却系统。
其中，所述装置主体包括进料室1、加热室5和收料室6，所述进料室1位于装置主体上端，加热室5设于进料室1正下方，收料室6设于加热室5斜下方，并且，所述进料室1和收料室6优选采用手套箱模式。
作为优选方案之一，前述进料室1下端连接有S形管道，所述S形管道下端设置原料出口。
所述等离子加热器系统包括喷枪12以及与喷枪配合的能源供给及控制单元。所述喷枪12作为热源提供者安装于加热室5内，由进料室1输出的原料在喷枪12正前方落下，被喷枪12产生的等离子体加热并吹向收料室6。
前述能源供给及控制单元包括主变压器17、交直流变换及输出控制器（或称为“交直流变换装置”）10和控制引弧器11。电源经主变压器17、交直流变换装置10输出合适的直流电流，供给喷枪12作为发生等离子弧的能量，而控制引弧器11可产生高压高频电流，用以引燃喷枪的等离子弧。
所述真空系统包括前级旋片泵2和高真空扩散泵4，其通过真空管道与进料室1、收料室6分别连通，提供设备工作过程所需的真空环境。
所述气源及控制系统8通过气体管道与喷枪12、进料室1、加热室5、收料室6等连通，并提供等离子弧用气和各种保护和/或平衡用气。
所述冷却系统优选采用水冷系统7，其通过水管与喷枪12、控制引弧器11、加热室5、收料室6、高真空扩散泵4等发热部件连通，提供这些部件所需的强制冷却。
该电子钽粉性能改善装置的一种典型工作过程包括如下步骤：
先将待处理钽粉用容器装好放入进料室1的上层。
启动前级旋片泵2，缓慢打开阀门3对进料室1进行抽真空，以及，打开阀门16对加热室5、收料室6进行抽真空。
待进料室1、加热室5、收料室6中的气压低于一设定值后，启动水冷系统7，并利用高真空扩散泵4继续抽真空。 
当进料室1、加热室5、收料室6中的真空度高于另一设定值后，关闭阀门3、阀门16，停高真空扩散泵4、前级旋片泵2，打开气源系统8对进料室1、加热室5、收料室6充惰性气体至设定压力。 
打开进料室1手套门，戴手套打开进料室1的上下层隔离门9，把置于进料室1上层的钽粉倒入下层，关闭隔离门9。
启动前级旋片泵2，打开阀门16，将加热室5、收料室6抽真空至压力又一设定值。
在确认水、电、气正常的情况下，启动主变压器17和控制引弧器11，并通过交直流变换装置10调节电流，在喷枪12上引出等离子弧。
其中，进料速度可以通过进料电机14调节。
等离子弧对流经弧焰的钽粉进行加处理，处理后的钽粉被弧焰吹向收料室6进行快速冷却，热量由冷却水带走。
钽粉处理完后，停止进料电机14，之后按下控制引弧器11的停止按钮，关闭气体流量控制器13。打开阀门16对加热室5、收料室6充惰性气体至常压。
打开收料室6的手套门，戴手套取下装料罐15，盖密封盖，取出处理好的钽粉。
本发明电子钽粉性能改善装置采用等离子做热源，加热温度高，加热时间短，冷却迅速，处理后的钽粉无结块现象，不增加新的杂质，粒形得到较大改善，比容损失小，流动性能好，耐压值提高明显。
以上藉由一较佳实施例对本发明的技术方案进行了详细介绍，但本领域的一般技术人员依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上所进行之任何显而易见的改变均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子钽粉性能改善装置，其特征在于，它包括：
装置主体，包括进料室（1）、加热室（5）和收料室（6），所述加热室（5）设于进料室（1）正下方，所述收料室（6）设于加热室（5）下方；
用于提供等离子弧对原料进行加热的等离子加热器系统，包括：
设于加热室（5）中的喷枪（12），所述喷枪（12）的喷射方向与由进料室（1）输入加热室（5）的原料的下落轨迹相应；以及，
与喷枪配合的能源供给及控制单元；
至少用于在装置主体内产生真空环境的真空系统，所述真空系统分别与进料室（1）、加热室（5）和收料室（6）连通；
至少用于向等离子加热器系统及装置主体提供等离子弧用气及保护和/或平衡用气的气源及控制系统（8）。
2.根据权利要求1所述的电子钽粉性能改善装置，其特征在于，所述进料室（1）和收料室（6）采用手套箱结构。
3.根据权利要求2所述的电子钽粉性能改善装置，其特征在于，所述进料室（1）内还设有用于将上部腔体和下部腔体相互隔离的隔离门（9）。
4.根据权利要求1所述的电子钽粉性能改善装置，其特征在于，所述进料室（1）下端设置原料输出口，所述喷枪设于原料输出口下方，且其喷射方向与原料输出口的轴线垂直。
5.根据权利要求1或4所述的电子钽粉性能改善装置，其特征在于，所述进料室（1）下端连接有S形管道，所述S形管道下端设置原料输出口。
6.根据权利要求4所述的电子钽粉性能改善装置，其特征在于，所述收料室（6）设在与所述喷枪（12）的喷射方向相应的加热室（5）一侧下方。
7.根据权利要求1所述的电子钽粉性能改善装置，其特征在于，所述能源供给及控制单元包括主变压器（17）、交直流变换装置（10）和控制引弧器（11），所述喷枪（12）依次经交直流变换装置（10）及主变压器（17）与电源连接，同时还与控制引弧器（11）连接。
8.根据权利要求1所述的电子钽粉性能改善装置，其特征在于，所述真空系统包括高真空扩散泵（4），所述高真空扩散泵（4）经前级旋片泵（2）分别与进料室（1）、加热室（5）和收料室（6）连通。
9.根据权利要求1或8所述的电子钽粉性能改善装置，其特征在于，所述真空系统经一阀门（3）与进料室（1）连通，并经另一阀门（16）与加热室（5）和收料室（6）连通。
10.根据权利要求1所述的电子钽粉性能改善装置，其特征在于，它还包括：至少用于对所述装置主体、等离子加热器系统和真空系统中的发热部件进行冷却的水冷系统（7）。
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