專利名稱：一種金屬陶瓷等離子納米材料制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米材料制備裝置。
背景技術(shù)：
目前，制備金屬納米催化劑的一般方法是"蒸發(fā)一冷凝"法，其蒸發(fā)源為鉬舟 或鎢舟，用電阻加熱蒸發(fā)金屬，其缺點(diǎn)是生產(chǎn)量低，只適于制備低熔點(diǎn)金屬納
米催化劑；也有采用"感應(yīng)一激光"聯(lián)合加熱蒸發(fā)金屬的方法，缺點(diǎn)是設(shè)備投資昂 貴，制備納米粉成本高?，F(xiàn)有技術(shù)中，也有采用電弧的方法加熱蒸發(fā)金屬的。 例如中國實(shí)用新型專利"高熔點(diǎn)納米金屬催化劑制備裝置"(專利號(hào)
94219612.0)，結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括圓筒式真空室10，其頂部接有加料器 9，可轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤水冷銅陽極2，陰極1與圓盤陽極面成45。角，其真空室10的圓 臺(tái)的另一側(cè)制有抽粉管道3。其伸入真空室內(nèi)對(duì)應(yīng)陽極圓盤上空留有喇叭口，抽 粉管道另一端與圓筒型收粉器6相通，收粉器6的上口處裝有可吹氣帶網(wǎng)孔的 不銹鋼圓管式刮粉器4，當(dāng)外口處吹氣時(shí)，刮粉器4可將壁上的粉料刮入貯粉瓶 8內(nèi)。在收粉器6上部與抽粉管道3接口對(duì)應(yīng)的一側(cè)置有風(fēng)管11，風(fēng)管ll與收 粉器6相接處置有多層不銹鋼過濾網(wǎng)5，風(fēng)管11的另一端經(jīng)過循環(huán)泵7與真空 室10底部相連通，形成抽風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)。
該專利中，用銅板作成陰極2，與陽極1之間的夾角為45°度，操作時(shí)，用 手動(dòng)調(diào)節(jié)陰極與陽極之間起弧，電弧不易穩(wěn)定。制納米粉的金屬材料由加料器9 口加入，加料時(shí)破壞了真空室10內(nèi)的氣氛，難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)制粉。管式刮粉器不 能將粉料完全刮掉，有相當(dāng)一部分會(huì)沉積在過濾網(wǎng)5上。收粉器6處于靜態(tài)部 位而納米粉本身由于表面積大、質(zhì)量小，不易下落至收粉器6內(nèi)。更換lt粉瓶8 時(shí)反應(yīng)室內(nèi)氣氛容易破壞；由于手動(dòng)調(diào)整電弧，打開加料器9 口加料，取粉時(shí) 需停止制粉且須外加動(dòng)力刮粉，難于實(shí)現(xiàn)連續(xù)大批量生產(chǎn)；使用一般的電弧加 熱蒸發(fā)金屬，能量密度低、溫度低，制造難熔金屬、陶瓷納米材料效率低、產(chǎn)量低。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有制備高熔點(diǎn)金屬催化劑技術(shù)中的缺點(diǎn)，提 出一種由電腦控制顯示的自動(dòng)起弧、自動(dòng)穩(wěn)弧、自動(dòng)加料、自動(dòng)收粉的金屬陶 瓷等離子納米材料制備裝置，有效地解決金屬陶瓷納米制備中產(chǎn)量低、效率低、 成本高的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為 一種金屬陶瓷等離子納米材料制備裝置，包括
一機(jī)體，包括一陰極、 一陽極， 一氣體噴嘴和一電動(dòng)機(jī)； 一加料系統(tǒng)，包括與所述電動(dòng)機(jī)連接的螺桿、與所述陽極連接的電極 升降桿和固定所述陽極的電極夾；
一氣體循環(huán)系統(tǒng)，包括真空室、真空泵、連接真空室的聯(lián)通管和氣管， 所述氣體循環(huán)系統(tǒng)中還設(shè)置有一氣泵；
一收粉裝置，包括收粉器、 一貯粉瓶，所述收粉器與貯粉瓶之間通過 一球閥控制其氣路開啟和關(guān)閉；
一排氣管連通所述氣泵和收粉裝置；以及 一控制電腦。
所述的金屬陶瓷等離子納米材料制備裝置，其中所述真空室為雙層結(jié)構(gòu)， 中間通水冷卻。
所述的金屬陶瓷等離子納米材料制備裝置，其中在貯粉瓶與收粉器之間進(jìn) 一步設(shè)置一奪壓管。
所述的金屬陶瓷等離子納米材料制備裝置，其中所述收粉器與貯粉瓶為活 動(dòng)連接。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)新穎，控制先進(jìn)，外形美觀、工藝 合理、制粉產(chǎn)量高、效率高及價(jià)格比低。本技術(shù)制得的金屬陶瓷粉粒度在100nm 以下，金屬合金、氮化物、氧化物陶瓷、碳化物陶瓷粒度在50nm以下，且粒度 均勻、純度高，適合科學(xué)研究和批量工業(yè)生產(chǎn)。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中納米材料制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明金屬陶瓷納米材料制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖號(hào)說明
34真空泵 16聯(lián)接管 37陰極 17排氣管
38氣體噴嘴18收粉器 39真空室 19球閥 31電動(dòng)機(jī) 20貯粉瓶
21等壓管
22氣管
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，通過對(duì)本實(shí)用新型較佳實(shí)施方式的描述，詳細(xì)說明但不限 制本實(shí)用新型。
如圖2所示，圖2為本實(shí)用新型的金屬陶瓷材料等離子納米材料制備裝置 示意圖，所述金屬陶瓷材料等離子納米材料制備裝置由機(jī)體、加料系統(tǒng)、氣體 循環(huán)系統(tǒng)、收粉裝置和控制系統(tǒng)組成，其中機(jī)體包括一陰極37和陽極27， 一氣 體噴嘴38和一電動(dòng)機(jī)31，加料系統(tǒng)包括一與電動(dòng)機(jī)連接的螺桿29、與陽極27 連接的電極升降桿28和固定陽極的電極夾26;氣體循環(huán)系統(tǒng)包括真空室39、 真空泵34、連接真空室39的聯(lián)通管16和氣管22，氣泵23設(shè)置在氣體循環(huán)系 統(tǒng)中，通過排氣管17與收粉裝置連通；收粉裝置包括一收粉器18、 一貯粉瓶 20和設(shè)置在貯粉瓶20與收粉器18之間的等壓管21 ，收粉器18與貯粉瓶20之 間通過一球閥控制它們之間的氣路開啟和關(guān)閉。控制系統(tǒng)包括一控制電腦24， 其與機(jī)體和氣體循環(huán)系統(tǒng)通訊連接，控制整個(gè)裝置的運(yùn)行。
真空室39由雙層不銹鋼制成，中間通水冷卻，圓銅板陰極37上嵌有六塊 制粉的板料，制粉的棒料為陽極27，當(dāng)真空泵34抽氣達(dá)到規(guī)定的真空度時(shí)，由 噴嘴38引入壓縮工作氣體，由電腦24控制瞬間引弧，并調(diào)整陰極與陽極之間 的距離，使電弧穩(wěn)定，按需要控制電極下降速度，使陽極棒27連續(xù)蒸發(fā)產(chǎn)生納 米材料。
當(dāng)陽極27損耗到一定尺寸后，控制電腦24控制電動(dòng)機(jī)31反轉(zhuǎn)，使螺桿
23氣泵
24控制電腦
26電極夾
27陽極
28電極升降桿
29螺桿29帶動(dòng)升降桿28，電極夾26與陽極27上升到規(guī)定高度，同時(shí)開啟氣閥，開啟 電極夾26上的鎖緊塊，啟動(dòng)減速箱，使懸臂下降，然后啟動(dòng)料夾旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)料 艙中的料棒進(jìn)入電極夾26中，減速箱的齒輪反轉(zhuǎn)、升降桿28上升，關(guān)閉氣閥， 完成加料工序。
收粉裝置在引弧的同時(shí)開啟氣泵23，使真空室39內(nèi)氣體通過聯(lián)接管16進(jìn) 入收粉器18內(nèi)，進(jìn)行氣粉分離。納米粉經(jīng)分離后，通過球閥19落入貯粉瓶20 中，經(jīng)分離的氣體通過排氣管17、氣泵23、氣管22再送入真空室39，形成氣 體循環(huán)系統(tǒng)。
收粉器18與貯粉瓶20之間安裝一等壓管21，使制得的納米粉很容易落入 貯粉瓶20中，當(dāng)納米粉裝滿貯粉瓶20后，關(guān)閉球閥19，打開貯粉瓶20上的扣 扳，取走裝滿的粉瓶，換上空的貯粉瓶20，再開啟球閥19，納米粉即落入空的 貯粉瓶20中，整個(gè)取、裝貯粉瓶20的過程中無須停機(jī)。
本實(shí)用新型使用高速、高溫的等離子弧快速氣化原材料，產(chǎn)生的電弧能量 密度是一般電弧的十倍以上，溫度高五倍以上。制造的難熔金屬、陶瓷納米粉 產(chǎn)量高、效率高。整個(gè)裝置采用計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單，每個(gè) 工作人員可操作多臺(tái)機(jī)器。
以上對(duì)本實(shí)用新型的詳細(xì)描述并不限制本實(shí)用新型，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以 對(duì)本實(shí)用新型做出各種改變和變形，只要不脫離本實(shí)用新型的精神，均應(yīng)屬于 本實(shí)用新型的范圍。
權(quán)利要求1、一種金屬陶瓷等離子納米材料制備裝置，其特征在于該制備裝置包括一機(jī)體，包括一陰極、一陽極，一氣體噴嘴和一電動(dòng)機(jī)；一加料系統(tǒng)，包括與所述電動(dòng)機(jī)連接的螺桿、與所述陽極連接的電極升降桿和固定所述陽極的電極夾；一氣體循環(huán)系統(tǒng)，包括真空室、真空泵、連接真空室的聯(lián)通管和氣管，所述氣體循環(huán)系統(tǒng)中還設(shè)置有一氣泵；一收粉裝置，包括一收粉器、一貯粉瓶，所述收粉器與貯粉瓶之間通過一球閥控制其氣路開啟和關(guān)閉；一排氣管連通所述氣泵和收粉裝置；以及一控制電腦；其中所述控制電腦與機(jī)體和氣體循環(huán)系統(tǒng)通訊連接，所述加料系統(tǒng)通過螺桿與氣體循環(huán)系統(tǒng)的真空室連接。
2、 權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷等離子納米材料制備裝置，其特征在于所 述真空室為雙層結(jié)構(gòu)，中間通水冷卻。
3、 權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷等離子納米材料制備裝置，其特征在于在貯粉瓶與收粉器之間設(shè)置一等壓管。
4、 權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷等離子納米材料制備裝置，其特征在于所 述收粉器與貯粉瓶為活動(dòng)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種金屬陶瓷等離子納米材料制備裝置，包括一機(jī)體，包括一陰極、一陽極，一氣體噴嘴和一電動(dòng)機(jī)；一加料系統(tǒng)，包括與所述電動(dòng)機(jī)連接的螺桿、與所述陽極連接的電極升降桿和固定所述陽極的電極夾；一氣體循環(huán)系統(tǒng)，包括真空室、真空泵、連接真空室的聯(lián)通管和氣管，所述氣體循環(huán)系統(tǒng)中還設(shè)置有一氣泵；一收粉裝置，包括收粉器、一貯粉瓶，所述收粉器與貯粉瓶之間通過一球閥控制其氣路開啟和關(guān)閉；一排氣管連通所述氣泵和收粉裝置；以及一控制電腦。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)新穎，控制先進(jìn)，外形美觀、工藝合理、制粉產(chǎn)量高、效率高及價(jià)格比低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B22F9/02GK201279590SQ20092013565
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者胡立新 申請(qǐng)人:胡立新