CN109570494A - 一种自动高温高压气体反应纳米金属复合材料制备炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动高温高压气体反应纳米金属复合材料制备炉，包括双卡套进气口针阀、自动泄压阀、压力表、压力传感器、第一密封法兰、紫铜密封圈、高温合金钢管、反应样品舟、第二密封法兰、排气阀、加热炉膛和钣金炉体，所述钣金炉体的两侧对称安装有两水冷固定架，所述钣金炉体的内部设置有加热炉膛，所述高温合金钢管贯穿钣金炉体以及加热炉膛，且所述高温合金钢管的内部固定连接有反应样品舟，所述高温合金钢管的两端均通过紫铜密封圈分别与第一密封法兰和第二密封法兰密封连接，所述第一密封法兰的底部固定连接有自动泄压阀，该发明，把纳米材料和金属材料通过高温高压气体保护下高压合成反应，得到高质量复合材料。

Description

一种自动高温高压气体反应纳米金属复合材料制备炉
技术领域
本发明涉及金属纳米复合材料合成反应设备技术领域，具体涉及一种自动高温高压气体反应纳米金属复合材料制备炉。
背景技术
现阶段做合成材料采用是热压设备，在密闭的腔体内上下加压，烧制一定的温度边烧边压的方式的到复合材料，这种工艺的确定是受力方向只是上下，从而得出材料质量明显的缺陷。并且在试验过程中无法实现一些气源高压反应试验。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种自动高温高压气体反应纳米金属复合材料制备炉，把纳米材料和金属材料通过高温高压气体保护下高压合成反应，得到高质量复合材料。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种自动高温高压气体反应纳米金属复合材料制备炉，包括双卡套进气口针阀、单向阀、自动泄压阀、压力表、压力传感器、第一密封法兰、紫铜密封圈、高温合金钢管、反应样品舟、水冷固定架、压力安全阀、压力安全针阀、第二密封法兰、排气阀、加热炉膛和钣金炉体，所述钣金炉体的两侧对称安装有两水冷固定架，所述钣金炉体的内部设置有加热炉膛，所述高温合金钢管贯穿钣金炉体以及加热炉膛，且所述高温合金钢管的内部固定连接有反应样品舟，所述高温合金钢管的两端均通过紫铜密封圈分别与第一密封法兰和第二密封法兰密封连接，所述第一密封法兰的顶部固定连接有压力传感器，所述第一密封法兰的底部固定连接有自动泄压阀，所述第一密封法兰远离高温合金钢管的一端与内螺纹不锈钢三通的一接口通过管道连接，所述内螺纹不锈钢三通的顶部接口与压力表连接，所述内螺纹不锈钢三通远离管道的一接口与单向阀连接，所述单向阀的一侧安装有双卡套进气口针阀，所述双卡套进气口针阀一端开设有双卡套进气口，所述第二密封法兰的顶部通过管道与压力安全阀和压力安全针阀连接，所述第二密封法兰的底部通过管道与排气阀连接。
作为本发明进一步的方案：所述钣金炉体的一侧固定连接有控制系统开关，所述控制系统开关的一侧嵌入安装有控温显示屏，所述压力传感器电性连接控制系统开关的输入端，所述控制系统开关的输出端电性连接控温显示屏。
作为本发明进一步的方案：所述压力安全阀和压力安全针阀呈90度角安装。
作为本发明进一步的方案：反应炉的使用方法具体步骤如下：
打开第二密封法兰放入反应金属样品到反应样品舟位置，通过打开排气阀抽真空，通过双卡套进气口针阀和双卡套进气口通入气体，通过加热炉膛对高温合金钢管加热；最后取出反应金属样品。
本发明的有益效果：本设备采用高温高压的方式制备出高质量的复合材料，采用高温合金钢管作为密闭承载样品腔体，两端配备CF密封法兰作为拆卸装取样品，配置压力传感器控制系统作为保证腔体压力稳定，配备温控系统作为温度恒定；将样品放置高温合金钢管内的反应样品舟上，加热并通入保护气体至一定压来，同时通过气体进入腔体内高温裂解反应，和腔体内的金属材料在高压高温下反应，制备出高质量的纳米复合金属材料；同时在高温高压下反应的纳米金属材料质量性能优，从而得到高质量的金属纳米复合材料；
有效的解决高温高压下气源合成反应的装置，有效解决了在高温高压下气体反应制备出高质量的纳米金属复合材料；解决现有技术中不能在高温高压情况下实现化学气象反应的问题，为制备出高质量的纳米金属复合材料提供了有效的手段。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明反应炉剖面结构示意图。
图中：1、双卡套进气口针阀；2、单向阀；3、自动泄压阀；4、压力表；5、压力传感器；6、第一密封法兰；7、紫铜密封圈；8、高温合金钢管；9、反应样品舟；10、水冷固定架；11、压力安全阀；12、压力安全针阀；13、第二密封法兰；14、排气阀；15、加热炉膛；16、钣金炉体；17、控温显示屏；18、控制系统开关；19、双卡套进气口；20、内螺纹不锈钢三通。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，一种自动高温高压气体反应纳米金属复合材料制备炉，包括双卡套进气口针阀1、单向阀2、自动泄压阀3、压力表4、压力传感器5、第一密封法兰6、紫铜密封圈7、高温合金钢管8、反应样品舟9、水冷固定架10、压力安全阀11、压力安全针阀12、第二密封法兰13、排气阀14、加热炉膛15和钣金炉体16，钣金炉体16的两侧对称安装有两水冷固定架10，钣金炉体16的内部设置有加热炉膛15，高温合金钢管8贯穿钣金炉体16以及加热炉膛15，且高温合金钢管8的内部固定连接有反应样品舟9，高温合金钢管8的两端均通过紫铜密封圈7分别与第一密封法兰6和第二密封法兰13密封连接，第一密封法兰6的顶部固定连接有压力传感器5，第一密封法兰6的底部固定连接有自动泄压阀3，第一密封法兰6远离高温合金钢管8的一端与内螺纹不锈钢三通20的一接口通过管道连接，内螺纹不锈钢三通20的顶部接口与压力表4连接，内螺纹不锈钢三通20远离管道的一接口与单向阀2连接，单向阀2的一侧安装有双卡套进气口针阀1，双卡套进气口针阀1一端开设有双卡套进气口19，第二密封法兰13的顶部通过管道与压力安全阀11和压力安全针阀12连接，第二密封法兰13的底部通过管道与排气阀14连接。
钣金炉体16的一侧固定连接有控制系统开关18，控制系统开关18的型号为MAM-200，控制系统开关18的一侧嵌入安装有控温显示屏17，压力传感器5电性连接控制系统开关18的输入端，控制系统开关18的输出端电性连接控温显示屏17，自动化程度高，便于控制压力和温度恒定；压力安全阀11和压力安全针阀12呈90度角安装，方便使用。
反应炉的使用方法具体步骤如下：
打开第二密封法兰13放入反应金属样品到反应样品舟9位置，通过打开排气阀14抽真空，通过双卡套进气口针阀1和双卡套进气口19通入气体，通过加热炉膛15对高温合金钢管8加热；最后取出反应金属样品。
本发明的工作原理：打开第二密封法兰13放入反应金属样品到反应样品舟9位置，通过打开排气阀14抽真空，通过双卡套进气口针阀1和双卡套进气口19通入气体，通过加热炉膛15对高温合金钢管8加热至25-1200℃，压力达到0-80MPa，烧制反应温度为0-1200℃，从双卡套进气口针阀1和双卡套进气口19经过单向阀2通入反应气体，25-1200℃加热时间0-10000小时，然后切断反应气体，通入保护气体氮气降温至室温，取出样品。
有益效果：本设备采用高温高压的方式制备出高质量的复合材料，采用高温合金钢管8作为密闭承载样品腔体，两端配备CF密封法兰作为拆卸装取样品，配置压力传感器5控制系统作为保证腔体压力稳定，配备PID程序编排温控系统作为温度恒定；将样品放置高温合金钢管8内的反应样品舟9上，加热并通入保护气体至0-80MPa，同时通过气体进入腔体内高温裂解反应，和腔体内的金属材料在高压高温下反应，制备出高质量的纳米复合金属材料；同时在高温高压下反应的纳米金属材料质量性能优，从而得到高质量的金属纳米复合材料；
有效的解决高温高压下气源合成反应的装置，有效解决了在高温高压下气体反应制备出高质量的纳米金属复合材料；解决现有技术中不能在高温高压情况下实现化学气象反应的问题，为制备出高质量的纳米金属复合材料提供了有效的手段。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种自动高温高压气体反应纳米金属复合材料制备炉，其特征在于，包括双卡套进气口针阀(1)、单向阀(2)、自动泄压阀(3)、压力表(4)、压力传感器(5)、第一密封法兰(6)、紫铜密封圈(7)、高温合金钢管(8)、反应样品舟(9)、水冷固定架(10)、压力安全阀(11)、压力安全针阀(12)、第二密封法兰(13)、排气阀(14)、加热炉膛(15)和钣金炉体(16)，所述钣金炉体(16)的两侧对称安装有两水冷固定架(10)，所述钣金炉体(16)的内部设置有加热炉膛(15)，所述高温合金钢管(8)贯穿钣金炉体(16)以及加热炉膛(15)，且所述高温合金钢管(8)的内部固定连接有反应样品舟(9)，所述高温合金钢管(8)的两端均通过紫铜密封圈(7)分别与第一密封法兰(6)和第二密封法兰(13)密封连接，所述第一密封法兰(6)的顶部固定连接有压力传感器(5)，所述第一密封法兰(6)的底部固定连接有自动泄压阀(3)，所述第一密封法兰(6)远离高温合金钢管(8)的一端与内螺纹不锈钢三通(20)的一接口通过管道连接，所述内螺纹不锈钢三通(20)的顶部接口与压力表(4)连接，所述内螺纹不锈钢三通(20)远离管道的一接口与单向阀(2)连接，所述单向阀(2)的一侧安装有双卡套进气口针阀(1)，所述双卡套进气口针阀(1)一端开设有双卡套进气口(19)，所述第二密封法兰(13)的顶部通过管道与压力安全阀(11)和压力安全针阀(12)连接，所述第二密封法兰(13)的底部通过管道与排气阀(14)连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动高温高压气体反应纳米金属复合材料制备炉,其特征在于，所述钣金炉体(16)的一侧固定连接有控制系统开关(18)，所述控制系统开关(18)的一侧嵌入安装有控温显示屏(17)，所述压力传感器(5)电性连接控制系统开关(18)的输入端，所述控制系统开关(18)的输出端电性连接控温显示屏(17)。
3.根据权利要求1所述的一种自动高温高压气体反应纳米金属复合材料制备炉,其特征在于，所述压力安全阀(11)和压力安全针阀(12)呈90度角安装。
4.根据权利要求1所述的一种自动高温高压气体反应纳米金属复合材料制备炉,其特征在于，反应炉的使用方法具体步骤如下：
打开第二密封法兰(13)放入反应金属样品到反应样品舟(9)位置，通过打开排气阀(14)抽真空，通过双卡套进气口针阀(1)和双卡套进气口(19)通入气体，通过加热炉膛(15)对高温合金钢管(8)加热；最后取出反应金属样品。
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