[实用新型]纳米玻璃粉的制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及无机非金属材料领域，涉及一种纳米玻璃粉，尤其涉及一种纳米玻璃粉的制备装置。

背景技术

电子浆料是太阳能电池、微电子封装的基础材料，被视为部件封装、电极和互联的关键材料，以高质量、高效益、技术先进、适用广等特点得到广泛应用，是集化工、电子技术、冶金于一身的一种高技术电子功能材料。

电子浆料一般由功能相、粘结相和有机载体三部分组成。功能相主要起导电作用，超细玻璃粉末、有机载体作为粘结相，他们均匀的分散在有机载体中。目前在太阳能电池生产、微电子封装过程中，电子浆料一般是通过丝网印刷的技术将电子浆料转移到电池或电路基板上，通过烧结形成导电栅线附着在基底上。随着丝网印刷技术不断进步，丝网印刷的电极线已经能够达到非常细小的程度，但是近两年来，逐渐发展了一种喷墨打印工艺的技术，喷墨打印工艺使用的金属“墨水”比丝网印刷工艺使用的导电浆料导电性强很多，喷墨打印工艺也更加精确。相对于丝网印刷工艺金属导线宽达80～120μm，新工艺制备的导线宽度窄很多，仅为30～40μm，势必能减小导电浆料的用量，减少成本。同时，更窄的导线、更好的导电性也能提高太阳能电池的光电转化效率，减小微电子器件的体积并提高效能。

对于喷墨印刷来说，喷墨头喷嘴的直径范围在10～60μm，为了避免喷墨打印过程中出现堵头的情况，必须对墨水中物质的颗粒严格限制，尽量使墨水中的金属粉末、玻璃料以及有机载体颗粒低于1μm。同时，为了避免墨水中的颗粒沉淀，实际要求金属粉末和玻璃料的粒径小于100nm。目前制备纳米金属粉末的技术相对成熟，但是对于玻璃料来说，工业化制备出纳米级的玻璃粉末还具有一定的难度，是喷墨打印最关键的技术之一。

目前制备电子浆料用玻璃粉主要有三个途径：高温熔融法、喷雾热分解法、溶胶-凝胶法。高温熔融法是将玻璃原料按一定的计量比混合均匀后加热融化，快速冷却形成玻璃熔块，或水淬成玻璃渣，再将玻璃熔块或者玻璃渣破碎、球磨获得超细玻璃粉，该方法制备简单快捷，产量大。但是，该方法不易制备纳米级别的玻璃粉，长时间球磨还可能改变玻璃的组成，引入杂质；喷雾热分解方式来制备超细玻璃粉是目前新兴的制备方式，该方法是通过液滴的微反应来制备玻璃粉，在尺寸和组分上相对均匀，呈现球形，分散性较好。喷雾热分解法适合大规模工业化生产，但是对设备要求高，生产成本高；溶胶-凝胶法制备的超细玻璃粉一般均质高纯，组成成分配比较好控制，制备温度和传统方法相比低得多，具有一定流变性。但该方法一般采用金属醇盐作为前驱物，原料成本高，反应时间较长且容易残留炭。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种为解决上述问题，本实用新型提出了一种纳米玻璃粉及其制备装置，是对传统高温熔融法的一种改进。

为了达成上述目的，提供了一种纳米玻璃粉制备装置，包括通道式高温熔炉，水淬池，高剪切分散机，离心喷雾干燥机，高温熔炉的下游连接至所述水淬池的上游，所述水淬池的下游连接置所述离心喷雾干燥机的上游。多种玻璃原料在所述高温熔炉中形成玻璃液；在所述使用高剪切分散机中利用处于高度湍流状态的水淬液体对所述玻璃液进行水淬，从而形成玻璃悬浮液；在所述离心喷雾干燥机中对所述玻璃悬浮液进行干燥和收集，从而得到所述纳米玻璃粉。

一些实施例中，所述通道式高温熔炉包括加热体，刚玉通道，双向闸板，通过双向闸板的启闭程度来控制玻璃液的流量。

一些实施例中，所述高剪切分散机，包括可调速电机和分散机头。

一些实施例中，所述分散机头的转子、定子为氧化锆材料制成。

一些实施例中，所述离心喷雾干燥机，包括料泵，空气过滤预热系统，喷头，干燥塔，旋风分离器，布袋除尘器。

一些实施例中，所述制备装置通过调节玻璃液流量、电机速度来控制玻璃粉的粒度。

一些实施例中，所述制备装置通过旋风分离器和布袋除尘器对所制备玻璃粉作进一步的分级处理。

根据本实用新型的制备装置具有制程短、产率高的优点，制备出的纳米玻璃粉纯度高、粒径小、粒度分布均匀、分散性好，可应用于微电子和太阳能电池领域导电浆料。

以下结合附图，通过示例说明本实用新型主旨的描述，以清楚本实用新型的其他方面和优点。

附图说明

结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征和优点，其中：

图1为根据本实用新型实施例的纳米玻璃粉的制备装置的示意图。

具体实施方式