[实用新型]一种利用自蔓延反应制备超细粉体的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于超细粉体制备技术领域，具体的说涉及一种利用自蔓延反应制备超细粉体的装置。

背景技术

目前，常见的超细粉体材料制备方法主要有：机械球磨法、水热法、CVD、PVD、碳热还原法、煅烧法、溶胶凝胶法、模版法等。这些方法大都存在合成设备投入大、制备工艺流程复杂、能耗过高，且制备效率较低等缺点。自蔓延高温合成技术，主要通过高热剂的氧化还原反应，诱发体系冶金物理化学反应，形成燃烧波，瞬间释放热量熔化产物喷出体系，使其受控冷却从而获得超细粉体材料。此方法具有生产效率高、操作简便、工艺流程少、低能耗、低成本、产品纯度高等优点，有着广阔的市场化前景。

目前，大多数自蔓延高温装置主要用于致密块体材料和多孔固体材料合成，不能直接获得分散的微纳米级材料。由于自蔓延高温合成具有很强的体系针对性，往往制备不同类型的产物所用到装置也大不相同。虽然专利CN201220398585、CN201220175591、201620879050.6、201620879141.X均是制备纳米材料的自蔓延高温合成装置，但这些装置存在冷却不充分的缺点，导致合成的纳米材料极易长大，影响材料性能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种利用自蔓延反应制备超细粉体的装置,该装置冷却效果好、成本低、结构简单,产物产量高。

一种利用自蔓延反应制备超细粉体的装置,包括反应装置、收集装置和电子点火装置；所述反应装置为底部开孔的石墨坩埚，放置在集渣板的正上方；

所述收集装置为下部掏空的圆柱形装置，外壁和内壁之间通有循环冷却水，内壁做粗化处理，便于收集目标粉体。其中外壁的上端开有进水口，外壁的下端开有出水口。

所述收集装置的材质为304不锈钢。

所述电子打火装置包含电点火头、电池盒、开关及导线，其中电点火头为红磷，位于反应装置内的引火粉中，电点火头通过导线与外部的开关和电池盒连接。其中电池盒内为一节碱性干电池，用作电子打火的电源；开关为普通按键开关。

本实用新型的优点是：冷却效果好，通过使用循环水冷却保证整个过程中产物收集内壁温度较低，避免合成的粉体材料快速长大；冷却剂为循环水，降低制备成本；使用电子点火装置远程点火，操作简单、安全方便，并且开关、导线、电池盒可以多次循环使用；整个装置为封闭装置，使得产物产量显著提高；石墨坩埚反应器底部开孔，一方面有效避免反应残渣在坩埚内堆积，便于反应腔的清洗，另一方面能防止坩埚内反应压力过高，导致反应过于剧烈，对产物纯度造成影响。

附图说明

图1为本实用新型一种自蔓延高温装置的结构示意图

其中，1-石墨坩埚、2-反应物粉末、3-引火粉、4-纸垫片、5-集渣板、6-电点火头、7-导线、8-控制开关、9-电池盒、10-出水口、11-进水口、12-冷却水、13-产物粉末、14-收集装置。

具体实施方式

通过以下实施例的说明将有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。

实施例1

下面结合附图，对本实用新型进行进一步说明：根据图1所示，一种利用自蔓延反应制备超细粉体的装置,包括反应装置、收集装置和电子点火装置；所述反应装置为底部开孔的石墨坩埚，放置在集渣板的正上方；

所述收集装置为下部掏空的圆柱形装置，外壁和内壁之间通有循环冷却水，内壁做粗化处理，便于收集目标粉体。其中外壁的上端开有进水口，外壁的下端开有出水口。

所述收集装置为304不锈钢装置。

所述电子打火装置包含电点火头、电池盒、开关及导线。其中电点火头为红磷，将其用金属导线与外部开关和电池盒连接。其中电池盒内为一节碱性干电池，用作电子打火的电源；开关为普通按键开关。

本实用新型通过如下方式实现：按照一定的质量比称取Al、Bi₂O₃、Al₂O₃、NaCl、SiO₂、CaO粉末并混合均匀，用作反应物粉末2；将纸垫片4放入石墨坩埚1底部，堵住底部通孔；然后将干燥好的反应物粉末2装入石墨坩埚1中，并在表面铺撒引火粉3，插入电子打火装置的电点火头6；将收集装置14罩在石墨坩埚1正上方，按下控制开关8，通过电子打火装置引燃反应体系，待反应结束后，等待产物冷却，在收集装置14的内壁上收集生成的氧化铋粉末。

所涉及的相关化学反应主要有：