CN2439921Y - 电爆法金属纳米粉制取设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用电爆炸法生产金属纳米粉的设备,该设备是采用调整送丝进给机构将金属丝以160毫米/秒次的速度射向电极靶面而产生爆炸,爆炸所产生的金属烟雾由回路中循环的惰性气体携带上升,再经过回风道、插板阀、冷却器、蜗旋室到一级收集仓、二级收集仓和三级收集仓进行分级收集,由收集仓收集到的纳米粉再经过三个包装箱包装成袋,完成整个制备过程,该设备具有结构简单合理,生产效率高,操作和使用方便,自动化程度高等优点。

Description

电爆法金属纳米粉制取设备

本实用新型涉及一种生产金属纳米粉材料的专用设备，具体地说是一种用电爆炸法生产金属纳米粉的设备。

纳米粉材料是80年代末发展起来的备受关注的高科技材料，它以其量子尺寸效应，表面效应等有着传统材料所不具备的变异性能，成为21世纪国际上竞相重点发展的新材料之一。

自从1999年7月在美国巴尔基摩召开的国际第一届纳米科学技术会议上，正式把纳米材料科学作为材料科学的一个新的分支公布于世以来，纳米粉体及其制造技术发展非常迅速，出现了多种多样的纳米粉制备方法，最为普遍的是气体冷凝法、电弧法、溅射法、通电加热蒸发法、炉内热分解法、激光化学气相合成、爆炸丝法及化学还原法等方法，但目前国内利用上述方法生产纳米粉的设备不多，并且存在许多的缺点，主要表现在其结构过于复杂，操作和使用很不方便，本项发明所表示的是电爆炸法制取金属纳米粉的新型设备。

本实用新型的目的是要提供一种采用电爆炸法生产金属纳米粉的制取设备，该设备结构简单合理，操作和使用方便。

本发明的目的是这样实现的，该设备是采用电爆炸法来制取金属纳米粉的，该设备包括主机、回风道、插板阀、冷却器、蜗旋室、收集仓、包装箱、升降叉车、风机、支架、真空泵、水泵、回风管道；主机设置在支架的上面，右端通过管路和插板阀与高压风机相连，高压风机的一端设有水泵，另一端带有真空泵；主机的上面连接回风道，通过弯头经过插板阀与右侧的冷却器相连，冷却器右侧与蜗旋室相连，三个蜗旋室下端分别连有一、二、三级收集仓，三个收集仓的下端又分别连接三个包装箱，三个包装箱分别由三个开升降叉车支承，第三级收集仓的最上端通过回风管道与风机相连形成封闭回路；主机由原料仓、金属驱动室、爆炸室、等离子室、进线室构成；其连接方式是原料仓和金属驱动室相连，金属驱动室和爆炸室相连，爆炸室和等离子室相连，等离子室和进线室相连。

在主机的原料仓中设置有送丝盘，调整送丝机构设置在金属驱动室内，它由送丝嘴，紧固螺母，主、从动转鼓，校直架构成，在金属驱动室的外面设置一变速箱，利用它可以实现金属丝的电动进给，变速箱的一端带有手动手轮，利用它来实现金属丝的手动调整，在爆炸室中设置有阳极靶和阴极及阴极调整机构，等离子室内平行设置两个等离子开关阳极盘，其中一个与阳极靶连接，另一个和电源线连接，两个等离子开关阳极盘之间有一定距离。

本实用新型由于采用了上述的结构具有以下优点：

1、该设备结构简单合理，生产效率高，操作和使用方便，班生产率可达到1.5-2.4公斤。

2、由于采用了上述的制造和安装结构，该设备的自动化程度高。

3、由该设备生产出的金属纳米粉平均粒度50nm，纯度在99％以上，居国际先进水平。

本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图给出，

图1为电爆法金属纳米粉制取设备主视图。

图2为电爆法金属纳米粉制取设备俯视图。

图3、4为本实用新型送丝进给调整机构结构示意图。

图5为本实用新型爆炸室B-B面剖示图。

图6为本实用新型爆炸室A-A面剖示图。

下面结合附图详细说明本实用新型的具体结构和工作原理。

由图1、图2所示，该设备包括主机1、回风道2、插板阀3、冷却器4、收集仓5、8、9、蜗旋室6、包装箱7、升降叉车10、风机11、支架12、真空泵13、水泵14、回风管道15。在图2中，主机1设置在支架12的上面，右端通过管路和插板阀21与高压风机11相连，高压风机11的一端设有水泵14，另一端带有真空泵13；主机1的上面连接回风道2，通过弯头经过插板阀3与右侧的冷却器4相连，冷却器4右侧与蜗旋室6相连，三个蜗旋室6下端分别连有一、二、三级收集仓5、8、9，三个收集仓5、8、9的下端又分别连接三个包装箱7，三个包装箱7分别由三个升降叉车10支承，第三级收集仓9的最上端通过回风管道15与风机11相连形成封闭回路。主机1由原料仓16、金属驱动室17、爆炸室18、等离子室19、进线室20构成；其连接方式是原料仓16和金属驱动室17相连，金属驱动室17和爆炸室18相连，爆炸室18和等离子室19相连，等离子室19和进线室20相连。

由图3、图4所示，在主机1的原料仓16中设置有送丝盘22，调整送丝机构23设置在金属驱动室17内，它由送丝嘴24，紧固螺母25，主、从动转鼓26、27，校直架28构成，在金属驱动室17的外面设置一变速箱29，利用它可以实现金属丝的电动进给，变速箱29的一端带有手动手轮30，利用它来实现金属丝的手动调整，由图5、图6所示，在爆炸室18中设置有阳极靶31和阴极32及阴极调整机构33，在图2中，等离子室19内平行设置两个等离子开关阴极盘34、35，其中一个和阳极靶31连接，另一个和电源线36连接，两个等离子开关阴极盘34、35之间有一定距离。

电爆法制取金属纳米粉的机理是：金属丝在高压电作用下爆炸的瞬间，金属丝先行形成液滴，然后将液滴打碎形成纳米粉，粒经分布较宽，适用难熔金属，其工艺过程如下：系统抽真空→充气→启动电流→送丝→放电→爆炸→启动风机→冷却→收集(气体流回主腔体)→包装。

工作过程是：在回路内抽真空，充入惰性气体，开动风机11，启动高压电，在爆炸室18的电极靶面发射出3.8-4.0万伏的高压电，金属丝由调整送丝进给机构23以160毫米/秒次的速度射向电极靶面31而产生爆炸，爆炸所产生的金属烟雾由回路中的循环的惰性气体携带上升经过回风道2、插板阀3、冷却器4、蜗旋室6到一级收集仓5、二级收集仓8和三级收集仓9进行分级收集，由收集仓收集到的纳米粉再经过三个包装箱7包装成袋，完成整个制备过程。

Claims (3)

1、一种电爆法金属纳米粉制取设备，其特征在于：该设备是采用电爆炸法来制取金属纳米粉的，

a、该设备包括主机(1)、回风道(2)、插板阀(3)、冷却器(4)、收集仓(5)、(8)、(9)、蜗旋室(6)、包装箱(7)、升降叉车(10)、风机(11)、支架(12)、真空泵(13)、水泵(14)、回风管道(15)；

b、主机(1)设置在支架(12)的上面，右端通过管路和插板阀(21)与高压风机(11)相连，高压风机(11)的一端设有水泵(14)，另一端带有真空泵(13)；主机(1)的上面连接回风道(2)，通过弯头经过插板阀(3)与右侧的冷却器(4)相连，冷却器(4)右侧与蜗旋室(6)相连，三个蜗旋室(6)下端分别连有一、二、三级收集仓(5)、(8)、(9)，三个收集仓(5)、(8)、(9)的下端又分别连接三个包装箱(7)，三个包装箱(7)分别由三个升降叉车(10)支承，第三级收集仓(9)的最上端通过回风管道(15)与风机(11)相连形成封闭回路。

2、根据权利要求1所述的一种电爆法金属纳米粉制取设备，其特征在于：主机(1)由原料仓(16)、金属驱动室(17)、爆炸室(18)、等离子室(19)、进线室(20)构成，其连接方式是原料仓(16)和金属驱动室(17)相连，金属驱动室(17)和爆炸室(18)相连，爆炸室(18)和等离子室(19)相连，等离子室(19)和进线室(20)相连。

3、根据权利要求1、2所述的一种电爆法金属纳米粉制取设备，其特征在于：在主机(1)的原料仓(16)中设置有送丝盘(22)，调整送丝机构(23)设置在金属驱动室(17)内，它由送丝嘴(24)，紧固螺母(25)，主、从动转鼓(26)、(27)，校直架(28)构成，在金属驱动室(17)的外面设置一变速箱(29)，变速箱(29)的一端带有手动手轮(30)，在爆炸室(18)中设置有阳极靶(31)和阴极(32)及阴极调整机构(33)，等离子室(19)内平行设置两个等离子开关阴极盘(34)、(35)，其中一个和阳极靶(31)连接，另一个和电源线(36)连接，两个等离子开关阴极盘(34)、(35)之间有一定距离。

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