專利名稱：激光氣相合成超細(xì)粉的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光氣相合成技術(shù)，具體地說(shuō)就是提供了一種用于激光氣相合成超細(xì)粉的裝置。
目前，激光氣相合成超細(xì)粉的裝置多如


圖1所示，在光束與反應(yīng)氣流相互作用相關(guān)幾何結(jié)構(gòu)上，均采用相互垂直正交，激光束僅一次通過(guò)反應(yīng)區(qū)，剩余光束能量由截止器7接收損失了。這種光路光能有效利用率最高為15％，一般在12％左右，大部分光能被截止器吸收消耗了，利用率太低。眾所周知，獲得高功率激光的成本是比較高的，因此如何提高光能有效利用是激光氣相合成反應(yīng)，特別是合成超細(xì)粉提高產(chǎn)率和降低成本的關(guān)鍵。
本實(shí)用新型的目的是提供一種光能利用率高，產(chǎn)率高的激光氣相合成超細(xì)粉的裝置。
本發(fā)明提供的激光氣相反應(yīng)合成超細(xì)粉的裝置，包括有激光源1、反應(yīng)室2、反應(yīng)氣入射口3、保護(hù)氣入射口4、粉體收集器5等幾部分，其特征在于，如圖2由兩對(duì)凸透鏡與兩個(gè)平面全反鏡構(gòu)成“＋”字形垂直正交多次共焦光路，激光源1發(fā)射出的激光束通過(guò)凸透鏡A聚焦于P后進(jìn)入與之共焦的透鏡B恢復(fù)為平行光，再經(jīng)平面反射鏡A′、B′的二次反射進(jìn)入到透鏡C，聚焦于共焦點(diǎn)P后再經(jīng)透鏡D變?yōu)槠叫泄?，由D出來(lái)的光束到達(dá)平反鏡C′或者截止器，其焦點(diǎn)P在反應(yīng)氣入射口3上方，反應(yīng)氣流與光路焦平面垂直正交。透鏡C與平反鏡B′之間，透鏡D與平反鏡C′之間可以加有光柵6，保護(hù)氣入射口4設(shè)置在透鏡的內(nèi)表面附近，平面鏡的背面可有水冷裝置。光束反復(fù)通過(guò)P反應(yīng)區(qū)后，光能基本消耗利用了，光能利用率提高4倍，產(chǎn)率也提高3倍以上，特別是由于光束相互垂直正交地通過(guò)反應(yīng)區(qū)，至使反應(yīng)區(qū)的邊界條件變好，產(chǎn)品的質(zhì)量大大提高，下面通過(guò)實(shí)施例詳細(xì)敘述本實(shí)用新型。
附
圖1為日本特許昭和62－11546提供的一種激光氣相合成超細(xì)粉裝置圖；附圖2為本實(shí)用新型提供的激光氣相合成裝置光路部分的示意圖。
實(shí)施例1、透鏡焦距fA＝5002、透鏡焦距均為fB＝fg＝fD＝4003、透鏡外徑φ50，光通徑φ≤40材料可為GaAs，ZnSn，NaCl，鍍?cè)鐾改?，透過(guò)率＞97％，側(cè)面水冷，通Ar保護(hù)防止生成物沾污；4、全反鏡A′、B′、C′外徑φ60，α1、α2調(diào)整～45°，材料銅鍍金，鉬合金，GaAs鍍?nèi)茨?，背面水冷?、光欄通徑φ40以下可調(diào)，紫銅水冷；6、上述“＋”字共焦實(shí)施光路系統(tǒng)，采用CO2激光束可以氣相合成Sl3N4，SlC，B4C，Sl，F(xiàn)e－Sl－C等超細(xì)粉，提高光能利用率和產(chǎn)率。
以合成超細(xì)Sl3N4粉為例，反應(yīng)參數(shù)，產(chǎn)率及光能利用率見(jiàn)表。
光路系統(tǒng)類型輸入激反應(yīng)氣SiH4NH3反應(yīng)箱粉直徑產(chǎn)率光能利光功率咀直徑流量流量壓力用率CO2Wmmcc／mincc／minKPa(nm)g／h％“＋”共焦800－100φ5.5800560010320－3010070光路現(xiàn)有單次聚800－100φ4260168010320－303013焦光路
權(quán)利要求1.一種激光氣相反應(yīng)合成超細(xì)粉的裝置，包括有激光源、反應(yīng)室、反應(yīng)氣入射口、保護(hù)氣入射口、粉體收集器等幾部分，其特征如下(1)由兩對(duì)凸透鏡與兩個(gè)平面全反鏡構(gòu)成“+”字形垂直正交多次共焦光路由激光源發(fā)射出的激光束通過(guò)凸透鏡A聚焦于P后進(jìn)入與之共焦的透鏡B恢復(fù)為平行光，再經(jīng)平面反射鏡A′、B′的二次反射進(jìn)入到透鏡C，聚焦于共焦點(diǎn)P后再經(jīng)透鏡D變?yōu)槠叫泄猓?2)由D出來(lái)的光束到達(dá)平反鏡C′或者截止器；(3)共焦點(diǎn)P在反應(yīng)氣入射口上方；(4)反應(yīng)氣流與光路焦平面垂直正交。
2.按權(quán)利要求1所述激光氣相合成裝置，其特征在于透鏡C與平反鏡B之間、透鏡D與平反鏡C之間可以加有光柵。
3.按權(quán)利要求1、2所述激光氣相合成裝置，其特征在于所述保護(hù)氣入口在透鏡的內(nèi)表面附近。
4.按權(quán)利要求1、2所述激光氣相合成裝置，其特征在于所述平反鏡的背面有水冷裝置。
5.按權(quán)利要求3所述激光氣相合成裝置，其特征在于所述平反鏡的背面有水冷裝置。
專利摘要一種激光氣相反應(yīng)合成超細(xì)粉的裝置，包括有激光源、反應(yīng)室、反應(yīng)氣入射口、保護(hù)氣入射口、粉體收集器等幾部分。其特征是，光路由兩對(duì)凸透鏡與兩個(gè)平面全反鏡構(gòu)成“+”字形垂直正交多次共焦光路，反應(yīng)氣流與光路平面垂直正交。具有光能利用率高、產(chǎn)率高且產(chǎn)品質(zhì)量高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J19/08GK2144534SQ9224281
公開(kāi)日1993年10月27日 申請(qǐng)日期1992年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月25日
發(fā)明者梁勇, 鄭豐, 肖克沈, 缐全剛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所