CN113560586A - 一种不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置，属于纳米铁制备技术领域，包括反应釜、升降结构、液氮冷却结构、用于与液氮冷却结构配合的成型压块以及用于对成型压块形成限制的卡锁组件。本发明公开的不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置结构简单，操作方便，铁基材料直接凝聚在液氮冷却结构上，收集起来更加的方便，且在液氮冷却结构带动铁基材料上升的过程中，可以将铁基材料压制呈不规则片状，从而减少后续的加工步骤。

Description

一种不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置

技术领域

本发明涉及纳米铁制备技术领域，具体而言，涉及一种不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置。

背景技术

纳米铁就是把铁原子按照纳米级别(E-9m)逐一叠加形成的铁，物理性质没有区别，区别在化学性质上，比方说，普通的铁不会轻易燃烧，但是纳米铁就可以在空气中自燃；普通铁的抗腐蚀性弱，而纳米铁耐腐蚀，等等。

现有的纳米铁制备装置结构复杂，且制备出的纳米铁收集起来较为麻烦。

发明内容

本发明公开了一种不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置，以改善上述的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

基于上述的目的，本发明公开了一种不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置，包括：

反应釜，所述反应釜包括真空蒸发室；

升降结构，所述升降结构安装于所述反应釜内；

液氮冷却结构，所述液氮冷却结构与所述升降结构传动连接，所述升降结构能够带动所述液氮冷却结构沿所述反应釜的高度方向移动；

用于与所述液氮冷却结构配合的成型压块，所述成型压块与所述反应釜滑动连接，所述成型压块位于所述液氮冷却结构的移动路径上；以及

卡锁组件，所述卡锁组件用于对所述成型压块进行限制，令所述成型压块将所述液氮冷却结构上的铁基材料压制成型后，所述成型压块才能随所述液氮冷却结构一起移动。

可选地：所述卡锁组件包括：

第一滑块，所述第一滑块与所述成型压块滑动连接，所述第一滑块的滑动方向与所述成型压块的滑动方向平行；

第二滑块，所述第二滑块与所述反应釜滑动连接，且所述第二滑块的滑动方向与所述成型压块的滑动方向倾斜设置，所述第二滑块与所述成型压块卡接配合；以及

连接结构，所述连接结构连接于所述第一滑块和所述第二滑块之间，当所述第一滑块沿所述液氮冷却结构朝向所述成型压块的方向移动时，所述第二滑块朝向背离所述成型压块的方向移动。

可选地：所述第二滑块的滑动方向沿所述液氮冷却结构朝向所述成型压块的方向向外倾斜。

可选地：所述成型压块上设置有用于安装所述第一滑块的滑槽和用于与所述第二滑块配合的卡槽，所述滑槽和所述卡槽沿所述成型压块的周向间隔设置。

可选地：所述连接结构包括：

连接绳，所述连接绳的一端与所述第一滑块连接，所述连接绳的另一端与所述第二滑块连接；以及

第一滑轮，所述第一滑轮安装于所述成型压块的顶部，所述连接绳绕制于所述第一滑轮，以使所述第一滑块沿所述液氮冷却结构朝向所述成型压块的方向移动时，所述第二滑块朝向背离所述成型压块的方向移动。

可选地：所述第一滑块包括第一杆和第二杆，所述第一杆的直径大于所述第二杆的直径，所述第一杆位于所述第二杆背离所述液氮冷却结构的一端，所述连接绳与所述第一杆背离所述第二杆的一端连接。

可选地：所述液氮冷却结构包括：

底壁，所述底壁与所述升降结构连接；

周壁，所述周壁绕所述底壁的周向设置，且所述周壁与所述底壁围成一个冷却槽；以及

用于与所述第一滑块配合的凸起，所述凸起位于所述周壁的顶部。

可选地：所述凸起的高度小于所述第二杆的长度。

可选地：所述凸起的高度大于所述卡槽的长度。

可选地：所述滑槽和所述卡槽分别位于所述成型压块的两侧，且所述滑槽和所述卡槽位于所述成型压块的同一直径上。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果是：

本发明公开的不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置结构简单，操作方便，铁基材料直接凝聚在液氮冷却结构上，收集起来更加的方便，且在液氮冷却结构带动铁基材料上升的过程中，可以将铁基材料压制呈不规则片状，从而减少后续的加工步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例公开的不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置的示意图；

图2示出了本发明实施例公开的反应釜的示意图；

图3示出了本发明实施例公开的卡锁组件的示意图；

图4示出了本发明实施例公开的成型压块的示意图；

图5示出了本发明实施例公开的液氮冷却结构的示意图。

图中：

110-反应釜；111-真空蒸发室；112-通孔；113-安装槽；120-升降结构；130-液氮冷却结构；131-底壁；132-周壁；133-凸起；134-冷却槽；140-成型压块；141-滑槽；142-卡槽；150-卡锁组件；151-第一滑块；1511-第一杆；1512-第二杆；152-第二滑块；153-第一滑轮；154-连接绳；155-第二滑轮。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中公开的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例：

参阅图1至图5，本发明实施例公开了一种不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置，其包括反应釜110、升降结构120、液氮冷却结构130、用于与液氮冷却结构130配合的成型压块140以及用于对成型压块140形成限制的卡锁组件150。反应釜110包括一个真空蒸发室111，其内可以通入高纯度的惰性气体(Ar或He)，蒸发物质真空加热蒸发后进入反应釜110内，与惰性气体原子发生碰撞而失去能量，凝聚形成纳米尺寸的团簇，并在液氮冷却结构130上聚集起来。成型压块140安装于反应釜110的顶部，升降结构120用于驱动液氮冷却结构130移动，当液氮冷却结构130朝向成型压块140靠近时，位于液氮冷却结构130内的铁基材料会受到成型压块140的挤压，液氮冷却结构130具有足够大的面积，以使铁基材料每次被挤压后形成不规则的片状。卡锁组件150用于对成型压块140进行限制，令成型压块140将液氮冷却结构130上的铁基材料压制成型后，成型压块140才能随液氮冷却结构130一起移动。

本实施例公开的不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置结构简单，操作方便，铁基材料直接凝聚在液氮冷却结构130上，收集起来更加的方便，且在液氮冷却结构130带动铁基材料上升的过程中，可以将铁基材料压制呈不规则片状，从而减少后续的加工步骤。

当然，将铁基材料压制成不规则片状需要将液氮冷却结构130上的冷却槽134设置的较大，从而使得铁基材料在受压后可以向四周随意延展。在其他的实施方式中，若想得到较为规则的铁基材料，可以通过改变冷却槽134的大小和形状来实现。

反应釜110在顶部设置有通孔112以及安装槽113，通孔112沿反应釜110的高度方向设置，安装槽113与通孔112连通，且安装槽113与通孔112倾斜设置，安装槽113沿反应釜110的底部朝向反应釜110的顶部的方向向外倾斜，即如图1中的右上方向。

升降结构120可以是液压缸或者升降台或者丝杆等结构，升降结构120只需能够带动液氮冷却结构130上升或者下降即可。升降结构120安装于反应釜110内，且升降结构120位于通孔112的正下方，以使升降结构120在推动液氮冷却结构130上升时，液氮冷却结构130能够沿通孔112离开真空蒸发室111，以便与对液氮冷却结构130上的铁基材料进行收集。

液氮冷却结构130包括底壁131、周壁132和凸起133。底壁131呈板状，底壁131安装在升降结构120的输出端，利用升降结构120能够带动底壁131移动。周壁132沿底壁131的周向设置，且周壁132与底壁131垂直设置，周壁132与底壁131可以围城用于容纳铁基材料的冷却槽134。凸起133设置在周壁132的顶部，凸起133用于与卡锁组件150进行配合。当凸起133与卡锁组件150为分离状态时，卡锁组件150将成型压块140锁死，即此时成型压块140无法相对于反应釜110移动，此时可以对铁基材料进行挤压；当凸起133与锁紧组件抵接，且当液氮冷却结构130的周壁132与成型压块140接触后，凸起133能够冷卡锁组件150对成型压块140解锁，在液氮冷却结构130即系上升时，成型压块140能够随液氮冷却结构130一起上升，进而使液氮冷却结构130能够沿通孔112离开真空蒸发室111。

卡锁组件150包括第一滑块151、第二滑块152和连接结构。第一滑块151与成型压块140滑动连接，第一滑块151的滑动方向与成型压块140的滑动方向平行。第二滑块152与反应釜110滑动连接，且第二滑块152位于安装槽113内，第二滑块152与成型压块140卡接配合。连接结构连接于第一滑块151和第二滑块152之间，当第一滑块151沿液氮冷却结构130朝向成型压块140的方向移动时，第二滑块152朝向背离成型压块140的方向移动。

其中，第一滑块151包括第一杆1511和第二杆1512，第一杆1511的直径大于第二杆1512的直径，第一杆1511位于第二杆1512背离液氮冷却结构130的一端，连接绳154与第一杆1511背离第二杆1512的一端连接。这样可以利用成型压块140对第一杆1511形成限制，避免第一滑块151直接掉入真空蒸发室111内。

同时，为了保证第二杆1512与成型压块140连接的稳定性，在设置时，令凸起133的高度小于第二杆1512的长度，这样可以保证第二杆1512不会完全进入第一杆1511所在的槽内，从而避免第二杆1512在下落时错位。

在本实施例中，连接结构可以包括连接绳154和第一滑轮153。连接绳154的一端与第一滑块151连接，连接绳154的另一端与第二滑块152连接。第一滑轮153安装于成型压块140的顶部，连接绳154绕制于第一滑轮153。参阅图1，当第一滑块151向上移动时，连接绳154拉动第二滑块152向斜右上方移动，以离开成型压块140，以使成型压块140能够随液氮冷却结构130一起向上移动；当第一滑块151向下移动时，第二滑块152失去连接绳154对其的拉力，此时第二滑块152在其重力作用下向左下方滑动，并与成型压块140形成卡接，令成型压块140无法相对于反应釜110上下移动。

此外，还可以在安装槽113的槽口设置第二滑轮155，连接绳154先绕过第二滑轮155后再与第二滑块152形成连接可以减小对连接绳154的磨损。

令连接结构为上述的滑轮结构仅为本实施例的一种实施方式，在其他的实施方式中，将连接结构设置为齿轮组或者其他结构也是可以的，只需保证第一滑块151和第二滑块152能够一起向上或者一起向下移动即可。

成型压块140上设置有用于安装第一滑块151的滑槽141和用于与第二滑块152配合的卡槽142。滑槽141沿成型压块140的高度方向设置，且滑槽141的两端分别延伸至成型压块140相对的两个端面，为了避免第一滑块151和凸起133影响铁基材料的压制，将滑槽141设置于成型压块140的侧壁，且滑槽141呈开放状态，即第一滑块151安装于滑槽141内后，第一滑块151的一侧会抵接在通孔112的侧壁上。卡槽142设置于成型压块140的侧壁，且卡槽142与安装槽113平行设置，以便于第二滑块152可以顺利的出入卡槽142。当第二滑块152卡入卡槽142时，成型压块140被固定，当第二滑块152离开卡槽142时，成型压块140可以随意上下滑动。

进一步地，滑槽141和卡槽142可以分别设置在成型压块140相对的两侧，且滑块和卡槽142位于成型压块140的同一直径上。这样在安装第一滑轮153和第二滑轮155时更加的方便。当然，令滑槽141和卡槽142的连接线不经过成型压块140的中心也是可以的。

其中，设置卡槽142时，令卡槽142的深度小于凸起133的高度，这样可以保证当液氮冷却结构130的周壁132的顶部与成型压块140接触时，第二滑块152必然能够完全离开卡槽142的范围。

本实施例公开的不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置先将铁基材料集中在冷却槽134内，之后由升降结构120推动液氮冷却结构130上升。在液氮冷却结构130上升的过程中，凸起133首先推动第一滑块151向上移动，同时成型压块140对冷却槽134内的铁基材料进行挤压。当成型压块140与液氮冷却结构130的周壁132的顶部接触时，完成对铁基材料的压缩成型，且此时凸起133推动第一滑块151滑动的高度足以令第二滑块152离开卡槽142所在的范围，当液氮冷却结构130继续上升时，成型压块140能够随液氮冷却结构130一起上升，之后成型压块140完全离开反应釜110的范围后，可以将成型压块140取下，此时可以将成型的铁基材料从冷却槽134中取出。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置，其特征在于，包括：

反应釜，所述反应釜包括真空蒸发室；

升降结构，所述升降结构安装于所述反应釜内；

液氮冷却结构，所述液氮冷却结构与所述升降结构传动连接，所述升降结构能够带动所述液氮冷却结构沿所述反应釜的高度方向移动；

用于与所述液氮冷却结构配合的成型压块，所述成型压块与所述反应釜滑动连接，所述成型压块位于所述液氮冷却结构的移动路径上；以及

卡锁组件，所述卡锁组件用于对所述成型压块进行限制，令所述成型压块将所述液氮冷却结构上的铁基材料压制成型后，所述成型压块才能随所述液氮冷却结构一起移动。

2.根据权利要求1所述的不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置，其特征在于，所述卡锁组件包括：

第一滑块，所述第一滑块与所述成型压块滑动连接，所述第一滑块的滑动方向与所述成型压块的滑动方向平行；

第二滑块，所述第二滑块与所述反应釜滑动连接，且所述第二滑块的滑动方向与所述成型压块的滑动方向倾斜设置，所述第二滑块与所述成型压块卡接配合；以及

连接结构，所述连接结构连接于所述第一滑块和所述第二滑块之间，当所述第一滑块沿所述液氮冷却结构朝向所述成型压块的方向移动时，所述第二滑块朝向背离所述成型压块的方向移动。

3.根据权利要求2所述的不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置，其特征在于，所述第二滑块的滑动方向沿所述液氮冷却结构朝向所述成型压块的方向向外倾斜。

4.根据权利要求2所述的不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置，其特征在于，所述成型压块上设置有用于安装所述第一滑块的滑槽和用于与所述第二滑块配合的卡槽，所述滑槽和所述卡槽沿所述成型压块的周向间隔设置。

5.根据权利要求4所述的不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置，其特征在于，所述连接结构包括：

连接绳，所述连接绳的一端与所述第一滑块连接，所述连接绳的另一端与所述第二滑块连接；以及

第一滑轮，所述第一滑轮安装于所述成型压块的顶部，所述连接绳绕制于所述第一滑轮，以使所述第一滑块沿所述液氮冷却结构朝向所述成型压块的方向移动时，所述第二滑块朝向背离所述成型压块的方向移动。

6.根据权利要求5所述的不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置，其特征在于，所述第一滑块包括第一杆和第二杆，所述第一杆的直径大于所述第二杆的直径，所述第一杆位于所述第二杆背离所述液氮冷却结构的一端，所述连接绳与所述第一杆背离所述第二杆的一端连接。

7.根据权利要求6所述的不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置，其特征在于，所述液氮冷却结构包括：

底壁，所述底壁与所述升降结构连接；

周壁，所述周壁绕所述底壁的周向设置，且所述周壁与所述底壁围成一个冷却槽；以及

用于与所述第一滑块配合的凸起，所述凸起位于所述周壁的顶部。

8.根据权利要求7所述的不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置，其特征在于，所述凸起的高度小于所述第二杆的长度。

9.根据权利要求8所述的不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置，其特征在于，所述凸起的高度大于所述卡槽的长度。

10.根据权利要求6所述的不规则片状零价铁基纳米材料的制备装置，其特征在于，所述滑槽和所述卡槽分别位于所述成型压块的两侧，且所述滑槽和所述卡槽位于所述成型压块的同一直径上。

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