[发明专利]一种用于气相包覆的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于气相包覆的装置，包括用于盛放液体前躯体的罐体，其顶部设置有进气管、进液管和出气管，其底部设置有加热板；出气管设置有喷头，喷头插入反应腔体的一侧中，反应腔体的另一侧通过冷凝装置与引风设备连接；液体前躯体通过进液管进入到罐体内，在罐体内挥发形成气体后，和通过进气管进入罐体的气体混合，再进入出气管，并由喷头喷入到反应腔体内，与反应腔内的包覆对象进行包覆反应；在包覆反应过程中，由冷凝装置冷凝反应腔体内产生的尾气，及由引风设备将未冷凝的气体及时排出。同时本发明还提供了进行气相包覆的方法。采用本发明中的装置和方法能够实现快速、定量且高度安全可控的使用液相或气液复合前驱体的气相包覆。

技术领域

本发明涉及粉体气相包覆技术领域，尤其涉及一种用于气相包覆的装置和方法。

背景技术

随着粉体技术的发展，表面包覆作为表面处理的一种，越来越受到人们的青睐。表面包覆可以在保持粉体本身性质不变的前提下赋予材料新的功能，而且由于一般的粉体材料随着粒径的减小，比表面增大，表面包覆就显得更加重要。表面包覆可分为固相和气相两种。顾名思义，固相包覆是指包覆原材料以固体的形式与粉体混合，在该过程中使其在粉体表面分散均匀。固相包覆对设备要求比较低，但是由于固相混合的局限性，很难得到非常均匀且致密的表面包覆层。而气相包覆是包覆原材料以气体的形式与粉体混合，在粉体表面分解，固化，气相包覆能够得到非常均匀的包覆层，借助如今先进的化学气相沉积技术，甚至可以在表面上得到原子尺度的均匀包覆。

然而，如今工业中气相包覆的原材料多为气体。包覆原材料固化时均需要一定温度，在常压下通气体进行反应需要很长时间才能得到较厚的包覆层，而反应时间过长会使整个生产流程的成本升高，且常温常压下为气体的物质分子结构都较小，直接用气体包覆较难得到结构致密有序的包覆层。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种用于气相包覆的装置，并同时提出了一种新的气相包覆方法，采用该装置和该方法能够实现快速、定量且高度安全可控的使用液相或气液复合前驱体的气相包覆。

第一方面，本发明提供了一种用于气相包覆的装置，包括：用于盛放液体前躯体的罐体2，罐体2的顶部设置有进气管7、进液管8和出气管9，罐体2的底部设置有加热板4；出气管9设置有喷头11，喷头11插入反应腔体12的一侧中，反应腔体12的另一侧通过冷凝装置13与引风设备14连接；液体前躯体通过进液管8进入到罐体2内，在罐体2内挥发形成气体后，和通过进气管7进入罐体2的气体混合，再进入出气管9，并由喷头11喷入到反应腔体12内，与反应腔内的包覆对象进行包覆反应；在包覆反应过程中，由冷凝装置13冷凝反应腔体12内产生的尾气，及由引风设备14将未冷凝的气体及时排出。

优选地，装置还包括温控表，所述温控表与加热板4连接，控制所述加热板4的加热温度和功率，使罐体2内部温度维持在室温至500℃。

优选地，装置还包括底部支架6，所述底部支架6位于加热板4底部；所述底部支架6设置有称重模块，所述称重模块用于监控罐体2内的液体前躯体的质量变化。

优选地，进气管7的末端具有多个微孔。

优选地，罐体2承受的最高压力为6MPa。

第二方面，本发明还提供了一种气相包覆的方法，包括：

S10，在罐体中加入液体前驱体，反应腔体内加入包覆对象；

S20，加热板通电进行加热，直至罐体内部温度到达所述液体前驱体的沸点以上的预设温度；

S30，加热反应腔体，待温度达到所述液体前躯体的裂解温度后，打开进气管和出气管，通入所需气体，包覆反应进行，同时打开引风设备及冷凝装置；

S40，待气体流量达到总量要求时，加热板停止加热，同时关闭进气管，待罐体内温度自然降温后，关闭出气管；