[发明专利]等离子体活化氮源结合丝爆合成氮化铝纳米粉体的制备方法及系统

权利要求书

1.一种等离子体活化氮源结合丝爆合成氮化铝纳米粉体的制备方法，其特征在于：

首先，使氮源经过电离活化后送入反应器或者在反应器中原位活化；然后，将活化后形成的氮等离子体喷射在铝丝周围，完全包裹铝丝，进而采用电爆炸或电流加热机制使铝丝短时间内升温，升温后形成的铝蒸汽与氮等离子体在反应器中发生化学反应，并迅速凝结成氮化铝的纳米粉体。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述铝丝为高纯铝丝，其Al含量≥99％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述氮源为氮气、氨气或氮氨混合气。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述反应器中的环境气压≤1个标准大气压。

5.一种等离子体活化氮源结合丝爆合成氮化铝纳米粉体的制备系统，其特征在于，包括等离子体活化装置、高压电源、放电电极、反应器以及颗粒物分级回收装置；其中：

所述等离子体活化装置通过气路与反应器连接，其用于对氮源进行放电处理，使其电离活化成含有活性粒子的氮等离子体后通入反应器中；

所述高压电源用于产生加载至放电电极两端的微秒或纳秒高压脉冲；

所述放电电极设于反应器内，其用于短时间内将脉冲电流注入位于电极中间的铝丝使其气化，气化后形成的铝蒸汽在反应器中与氮等离子体发生化学反应，并迅速凝结成氮化铝的纳米粉体；

所述颗粒物分级回收装置设于反应器内出气口前，其用于收集氮化铝的纳米粉体，出气口通过气路连接有气泵，用于尽快排空反应器中的杂质气体，提供合适的气压要求；

所述反应器用于提供合适气压的反应空间，控制生成物凝结的速率和自由程从而控制粉体粒径。

6.根据权利要求5所述的制备系统，其特征在于：所述放电电极为铝制电极。

7.根据权利要求5所述的制备系统，其特征在于：所述反应器内设有自动进丝装置，其与电机配合用于周期性地将铝丝送至电极中间。

8.根据权利要求5所述的制备系统，其特征在于：所述反应器内放电电极周围设有气流分布器，其用于调节气流使得丝爆范围内气流均匀分布。

9.根据权利要求5所述的制备系统，其特征在于：所述高压电源采用纳秒脉冲电源或微秒脉冲电源，其电压频率可调。