[发明专利]纳米化、强磁场双促进法制备氮化铁材料的方法及装置

权利要求书

1.一种纳米化、强磁场双促进法制备氮化铁材料的装置，为强磁场气体氮化炉，其特征在于该装置反应器内壁为不锈钢内壁，不锈钢内壁外依次是电加热体和水冷套，水冷套外侧设置有磁场发生装置，反应器设置有上端盖和下端盖，反应器内部设置有物料容器，热电偶穿过上端盖伸入反应器内部，进气管穿过下端盖与反应器内部连通，进气管有两个支管，即氢气管线和氨气管线，分别称为支管一和支管二，排气管穿过上端盖与反应器内部连通，排气管的另一端与废气净化器连通，在排气管上设置一支管，称为支管三，支管三与氨分解率测量仪连通，支管三上设置采样阀。

2.采用权利要求1所述的纳米化、强磁场双促进法制备氮化铁材料的装置制备氮化铁材料的方法，其特征在于：首先制备纳米纯铁粉末或纳米纯铁薄膜，要求所制备的纳米纯铁粉末的粉体直径或晶粒尺寸为5～50nm，纳米纯铁薄膜的厚度为10～100nm，将制备的纳米纯铁粉末或纳米纯铁薄膜装入强磁场气体氮化炉反应器内的物料容器中，通入氢气，控制空速为0.5～5h^-1，在300～450℃下保温10～90分钟，然后停止加热，自然冷却至60～100℃，在该温度下通过磁场发生装置施加6～20T的磁场，同时通入氨气，控制空速为0.5～5h^-1，将反应器内温度升高至120℃～250℃并保温8～30小时，然后自然冷却至室温，获得氮化铁粉末或薄膜产品。

3.按照权利要求2所述的制备氮化铁材料的方法，其特征在于：氮化反应过程中，炉内氨分解率通过氨分解率测量仪检测，废气通过废气净化器处理后排入外界，废气净化器的吸收液为水。

4.按照权利要求2所述的制备氮化铁材料的方法，其特征在于通过还原或分解针铁矿、赤铁矿、磁铁矿、方铁矿、羟基铁或乙酰丙酮化铁的方法制备纳米纯铁粉末，或通过高能球磨法、蒸发-冷凝法制取纳米纯铁粉末。

5.按照权利要求2所述的制备氮化铁材料的方法，其特征在于通过溅射镀膜、化学气相沉积、溶胶-凝胶法、分子自组装技术、分子束外延技术或铁蒸发-冷凝法制备纳米纯铁薄膜。