CN201267873Y

CN201267873Y - 一种金属纳米材料的制备装置

Info

Publication number: CN201267873Y
Application number: CNU2008201507460U
Authority: CN
Inventors: 杨长海
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2018-07-11

Abstract

本实用新型涉及一种金属纳米材料的制备装置，其特征在于该送料单元与蒸发器连接，蒸发器与二次蒸发器连接，二次蒸发器与储料罐连接，储料罐内设有制冷装置，储料罐内设有刮板，储料罐下方设有一金属球体，该金属球体内设搅拌装置，金属球体下方连接有料斗，料斗与纳米材料成型单元连接。整个过程基于气态自然升华，输送到储料罐，然后冷却在制冷装置外壁，通过刮板使材料自由落入金属球中，整个过程不产生任何污染排放，不存在危险性，一般在常温、常压下进行，可将完整产品一次性工艺完成，弥补了产品多次加工带来的不利。

Description

一种金属纳米材料的制备装置

技术领域：

本实用新型涉及一种金属纳米材料的制备装置。

背景技术：

目前，金属纳米材料一般采用化学方法制备，其制备装置结构较为复杂，且在生产过程工序较多，存在一定的环境污染，生产出的材料颗粒尺寸大大小小不统一。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于一种金属纳米材料的制备装置，能够有效控制纳米材料的颗粒大小。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种金属纳米材料的制备装置，包括送料单元，该送料单元设有进料口，其特征在于该送料单元与蒸发装置连接，蒸发装置与储料罐连接，储料罐内设有制冷装置，储料罐内设有刮板，储料罐下方设有一金属球体，该金属球体内设搅拌装置，金属球体下方连接有料斗，料斗与纳米材料成型单元连接。储料罐与惰性气体钢瓶连接，储料罐还与压力、温度、真空仪表连接。金属球体下方设有两个料斗，一个与纳米块状材料成型单元连接，另一个与纳米带状材料轧制单元连接。其中蒸发装置包括与送料单元连接的一次蒸发器，一次蒸发器的输出端与二次蒸发器的输入端连接，二次蒸发器的输出端与储料罐连接。

本实用新型的优点在于该装置通过二次蒸发能有效实现材料颗粒的尺寸统一，并使其在声、光、电、磁、热等物理量上发生畸变，从而达到一种材料功能预想的效果。整个过程基于气态自然升华，输送到储料罐，然后冷却在制冷装置外壁，通过刮板使材料自由落入金属球中，整个过程不产生任何污染排放，不存在危险性，一般在常温、常压下进行，可将完整产品一次性工艺完成，弥补了产品多次加工带来的不利，适合生产精度要求较高的敏感器材。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。

一种金属纳米材料的制备装置，包括送料单元1，该送料单元1设有进料口2，其特征在于该送料单元1与一次蒸发器3连接，一次蒸发器3与二次蒸发器4连接，二次蒸发器4与储料罐5连接，储料罐5内设有制冷装置6，储料罐5内设有刮板7，储料罐5下方设有一金属球体8，金属球体8设有添加剂输入端口9，该金属球体8内设搅拌装置10，金属球体8下方连接有料斗11，料斗11与纳米材料成型单元连接。储料罐5与惰性气体钢瓶14连接，储料罐5还与压力、温度、真空仪表15连接。金属球体8下方设有两个料斗11，一个与纳米块状材料成型单元12连接，另一个与纳米带状材料轧制单元13连接。

其中送料单元1、储料罐5和金属球体8均为密闭容器，接真空泵16，原则上，这些设备都需在真空或惰性气体的气氛中进行。储料罐5的罐壁设有冷却管17。在二次蒸发器4和储料罐5之间设有真空取样器，金属球5也设有真空取样器，储料罐设有监控装置19。蒸发器3还与水冷却装置20连接。一次蒸发器3是用于金属蒸发的设备，如激光器、等离子电弧发生器或者高频炉等设备，二次蒸发器4为必要的细化材料设置。如有需要也可进一步设置三次蒸发器、四次蒸发器等等。送料单元1设有电机和减速器21，使得原料能够按进度进料。真空取样器用于获取样品信息。刮板7垂直固定在储料罐5内，刮板7位于储料罐5的内壁和制冷装置6的外壁之间，刮板7的一端贴紧制冷装置6的外壁，制冷装置6内设有液氮等制冷介质，当制冷装置6在电机和减速器21带动下旋转时，刮板7刮下凝聚在制冷装置6的外壁的金属纳米粉末。

金属物料经前期造粒处理后，即经进料口2至送料单元1，经真空管道送至蒸发器3中，经过蒸发器3的初次蒸发和二次蒸发器4的二次蒸发后，金属纳米粉末自悬浮定向流入储料罐5中，运转中的制冷装置6将金属纳米粉末凝聚在制冷装置6的外壁，由刮板7将金属纳米粉末刮下，进入该储料罐5下方的金属球体8内，同时改性材料和添加剂通过添加剂输入端口9进入金属球体8内，金属球体8内的搅拌装置10在电机和减速器21的带动下运转，对金属球体6内的金属纳米粉末、改性材料和添加剂进行搅拌混合，其混合体从金属球体8下方的料斗11流出，经过纳米块状材料成型单元12加工成纳米块状材料，经过纳米带状材料轧制单元13加工成纳米带状材料。材料也可不经过改性处理直接进入纳米块状材料成型单元12和纳米带状材料轧制单元13。其中纳米块状材料成型单元12和纳米带状材料轧制单元13均为现有技术，在此不再赘述。

与同类的纳米制造装置比较，本实用新型采用蒸发器进行蒸发后冷却得到的金属纳米粉末超细化。蒸发器包括以下几种：

电弧式蒸发：此蒸发为交直流两类，为获得连续的金属材料蒸发效果，该蒸发采用了全封闭式的碗状形式，可以毫无遗漏地将金属材料全部蒸发完毕。

电阻加热蒸发：各种形状的电阻丝及金属箔作为加热体，加热材料是熔点高，蒸气压低的难熔金属，电阻丝及金属箔状加热体采用50V以下电压，数百安培大电流供电。

激光蒸发：激光加热利用大功率激光热效应使金属材料沸腾后蒸发。该激光器可输出脉宽25ns的巨脉冲，每个脉冲能量可达几个焦耳，脉冲峰值功率高达100uw。金属材料被高能激光束迅速气化，导致材料物理性能发生畸变。

电子束蒸发：用电子束加热水冷铜坩锅中的蒸发材料，电子束加热有两个优点，蒸发材料不受限制，电子束功率密度高，可调节范围宽，特别适用对有特殊要求的功能纳米材料作特定处理。

高频感应蒸发：由高频感应生热的电磁加热，多孔径圆柱体坩锅由石墨冲压而成，在真空状态下，温度可达3000℃，在两次的蒸发过程中，金属纳米颗粒进一步被超细化，依次有效控制金属材料的颗粒大小。

根据本实用新型的一个实施例，其中一次蒸发器采用电弧式蒸发器，通过升压变压器提供电弧，以便使各种金属能够达到沸点温度，在现有技术的基础上，采用水循环冷却或者将设备放置在低温气体中冷却，以便确保设备能够正常运转，并起到节能的作用。二次蒸发器采用高频感应蒸发器，采用石墨制成的多孔径圆柱体坩锅，最高温度可达3000℃，使一次蒸发产生的物质进一步超细化。

Claims

1、一种金属纳米材料的制备装置，包括送料单元，该送料单元设有进料口，其特征在于该送料单元与蒸发装置连接，蒸发装置与储料罐连接，储料罐内设有制冷装置，储料罐内设有刮板，储料罐下方设有一金属球体，该金属球体内设搅拌装置，金属球体下方连接有料斗，料斗与纳米材料成型单元连接。

2、按权利要求1所述的金属纳米材料的制备装置，其特征在于蒸发装置包括与送料单元连接的一次蒸发器，一次蒸发器的输出端与二次蒸发器的输入端连接，二次蒸发器的输出端与储料罐连接。

3、按权利要求2所述的金属纳米材料的制备装置，其特征在于在二次蒸发器设有真空取样器，金属球也设有真空取样器，储料罐设有监控装置。

4、按权利要求1所述的金属纳米材料的制备装置，其特征在于金属球体下方设有两个料斗，一个与纳米块状材料成型单元连接，另一个与纳米带状材料轧制单元连接。

5、按权利要求1所述的金属纳米材料的制备装置，其特征在于刮板垂直固定在储料罐内，刮板位于储料罐的内壁和制冷装置的外壁之间，刮板的一端贴紧制冷装置的外壁。

6、按权利要求2所述的金属纳米材料的制备装置，其特征在于一次蒸发器采用电弧式蒸发器，二次蒸发器采用高频感应蒸发器。