CN111360273A - 一种基于高频超声Faraday波的金属颗粒制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于高频超声Faraday波的金属颗粒制备方法，该方法的工艺系统包括金属颗粒制备系统、冷却水循环系统、金属颗粒收集系统。金属溶液经金属溶液输送装置落在高频超声Faraday波发生装置的发射端，在液膜表面形成驻波，波峰处电荷聚集，在电场力作用下，波峰处液滴析出，金属液滴中负电荷向吸出极运动，经高温金属颗粒气流吹送装置和金属颗粒分散装置导流至金属颗粒冷却室，经冷却水循环系统降温后进入冷却金属颗粒收集装置；该方法能耗低，节约成本，能够快速、高效地制备具有形态一致性好、质量稳定的金属颗粒。
Description
技术领域
本发明属于金属颗粒制备、收集领域，具体涉及一种基于高频超声Faraday波的金属颗粒制备方法。
背景技术
现今，金属颗粒的用途越来越广泛,如铁粉颗粒可以用来做还原剂，镍及其合金颗粒可用来生产不锈钢。目前工业生产金属颗粒的方法达数十种，但就生产过程的实质分析，主要分为物理化学法和机械法两大类。
物理化学法主要分为还原法、电解法和化学置换法。其中,电解法仅用于生产高纯度及要求特殊性能的金属颗粒；矿石还原法制取金属颗粒,生产流程相对复杂；化学置换法主要应用于Cu、Ag、Au等不活泼金属粉末的制备。
机械法主要分为球磨法、研磨法、雾化法。其中，球磨法对物料的选择性不强，在粉末制备过程中分级比较困难；研磨法设备制造成本高，在金属粉末的生产过程中，必须使用连续不断的惰性气体或氮气作为压缩气源，耗气量较大，只适合脆性金属及合金的破碎制粉等不足；雾化法生产效率低，超细颗粒的收得率不高，能耗相对较大等缺陷；由于冷却缓慢，金属颗粒在高温中停留时间长颗粒表面氧化严重，并且需要在高压条件下，能耗较大。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种结构简单、能耗低的基于高频超声Faraday波的金属颗粒制备方法。
本发明采用如下技术方案：一种基于高频超声Faraday波的金属颗粒制备方法，该方法的工艺系统包括金属颗粒制备系统、冷却水循环系统、金属颗粒收集系统。其中，金属溶液经金属溶液输送装置落在高频超声Faraday波发生装置的发射端，超声激励金属溶液表面形成Faraday波，波峰处电荷聚集，在电场力作用下，波峰处液滴析出，金属液滴中负电荷向吸出极运动。
金属颗粒由高温金属颗粒气流吹送装置和金属颗粒分散装置导流至金属颗粒冷却室，经冷却水循环系统迅速降温后进入冷却金属颗粒收集装置，在此金属颗粒的制备方法中采用由高频超声激励产生的Faraday波参与的方式完成金属颗粒制备、收集工作。
所述金属颗粒制备系统包括：金属溶液输送装置、高频超声Faraday波发生装置、吸出极、高压电源。
所述冷却水循环系统包括：冷却水循环管路、冷却水入口、热水出口。
所述金属颗粒收集系统包括金属颗粒分散装置、冷却金属颗粒收集装置、冷却金属颗粒气流分散装置、冷却金属颗粒出口、金属颗粒聚拢板、金属颗粒滑道。
在上述一种基于高频超声Faraday波的金属颗粒制备方法中，包括金属溶液输送装置、反应室、高频超声Faraday波发生装置、吸出极、高压电源、高温金属颗粒气流吹送装置、金属颗粒冷却室 、金属颗粒分散装置、冷却水循环管路、冷却金属颗粒收集装置、冷却金属颗粒气流分散装置、冷却水入口、热水出口、冷却金属颗粒出口、金属颗粒聚拢板、金属颗粒滑道。
所述金属溶液输送装置、高温金属颗粒气流吹送装置、冷却金属颗粒气流分散装置的末端均布置有喷嘴阵列。
所述金属颗粒分散装置表面布置有分流槽，每个分流槽的位置与金属颗粒冷却室底部排布的冷却水循环管路的管壁相对应。
所述冷却水循环管路在金属颗粒冷却室底部采用回形排布。
本发明的有益效果是：本发明采用一种基于高频超声Faraday波的金属颗粒制备方法，结构合理、工艺简单，可连续化生产。
本发明采用高频超声Faraday波激励金属溶液，能够快速、高效地制备具有良好形态、纯度高、活性大、分散性好、稳定质量的金属颗粒。
本发明采用冷却水循环降温系统，降温效果显著、清洁环保。
附图说明
图1为一种基于高频超声Faraday波的金属颗粒制备方法的结构示意图。
图2所示为图1的俯视图。
图3所示为图1 A-A剖视图。
图4所示为图1 B-B剖视图。
图5所示为图1 C-C剖视图。
图6所示为金属颗粒分散装置8结构示意图。
图7所示为图6的俯视图。
图8所示为金属溶液输送装置结构示意图。
图9所示为图8的左视图。
图10所示为高温金属颗粒分散装置6的结构示意图。
图11所示为图10的左视图。
具体实施方式
实施例：参见图1-图7，图中，1-金属溶液输送装置、2-反应室、3-高频超声Faraday波发生装置、4-吸出极、5-高压电源、6-高温金属颗粒气流吹送装置、7-金属颗粒冷却室 、8-金属颗粒分散装置、9-冷却水循环管路、10-冷却金属颗粒收集装置、11-冷却金属颗粒气流分散装置、12-冷却水入口、13-热水出口、14-冷却金属颗粒出口、15-金属颗粒聚拢板、16-金属颗粒滑道。
一种基于高频超声Faraday波的金属颗粒制备方法，该方法的工艺系统包括金属颗粒制备系统、冷却水循环系统、金属颗粒收集系统。其中金属颗粒制备系统包括：金属溶液输送装置1、高频超声Faraday波发生装置3、吸出极4、高压电源5；冷却水循环系统包括：冷却水循环管路9、冷却水入口12、热水出口13；金属颗粒收集系统包括金属颗粒分散装置8、冷却金属颗粒收集装置10、冷却金属颗粒气流分散装置11、冷却金属颗粒出口14、金属颗粒聚拢板15、金属颗粒滑道16。
工作时金属溶液经金属溶液输送装置1落在高频超声Faraday波发生装置3的发射端，经2MHz的超声Faraday波激励后在金属溶液表面形成Faraday波，波峰处电荷聚集，在电场力作用下，波峰处液滴析出直径约为10μm左右大小均匀的金属颗粒，金属中负电荷向吸出极运动。
金属颗粒在向吸出极逼近的过程中被高温金属颗粒气流吹送装置6和金属颗粒分散装置8导流至金属颗粒冷却室7，经冷却水循环管路9降温后在冷却金属颗粒气流分散装置11吹送下顺着金属颗粒滑道16进入冷却金属颗粒收集装置10。在此金属颗粒的制备方法中采用由高频超声激励产生的Faraday波参与的方式完成金属颗粒制备、收集工作。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种基于高频超声Faraday波的金属颗粒制备方法，该方法的工艺系统包括金属颗粒制备系统、冷却水循环系统、金属颗粒收集系统；其中，金属溶液经金属溶液输送装置落在高频超声Faraday波发生装置的发射端，超声激励金属溶液表面形成Faraday波，波峰处电荷聚集，在电场力作用下，波峰处液滴析出，金属液滴中负电荷向吸出极运动。
2.根据权利要求1所述的一种基于高频超声Faraday波的金属颗粒制备方法，其特征在于：金属溶液输送装置、高温金属颗粒气流吹送装置、冷却金属颗粒气流分散装置的末端均布置有喷嘴阵列，金属颗粒经喷嘴阵列均匀分散后喷射在高频超声Faraday驻波发生装置的发射端；高温金属颗粒气流经喷嘴阵列均匀分散后将金属颗粒吹散在反应室内；冷却金属颗粒气流经喷嘴阵列均匀分散后将金属颗粒吹散在金属颗粒冷却室的冷却金属颗粒出口处。
3.根据权利要求1所述的一种基于高频超声Faraday波的金属颗粒制备方法，其特征在于：金属颗粒分散装置表面布置有分流槽，每个分流槽的位置与金属颗粒冷却室底部排布的冷却水循环管路的管壁相对应。
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