[发明专利]一种微纳粉体精细加工方法及装置

说明书

本发明公开了一种微纳粉体精细加工方法及装置，用于生产复合型微纳粉体颗粒；其特征为，将纳米级粉体颗粒通过机械冲击研磨的方式包覆于微米级粉体颗粒，并同时将粉体颗粒整形成球形、类球形的颗粒，改善粉体物料的性能，并通过改造加工装置内表面，减少粉体污染，提升加工质量。

技术领域

本发明涉及粉体深加工领域，尤其涉及一种微纳粉体精细加工方法及装置。

背景技术

现有材料领域，粉体物料一直处于重要地位，其中粉末冶炼不断对粉体物料提出更高的要求，并伴随近些年3D打印技术的成熟及市场应用，也将粉体物料带入了大众的视野，同时也进一步推动粉体物料的发展；新能源领域针对高性能锂电池的需求，尤其涉及锂电池负极材料的制造，也加速了粉体物料的发展。实际工作中粉体物料作为产品原材料，其颗粒的成分、纯度、外形、颗粒分布等特征密切关联着生产加工环节，影响着产品质量，公开号CN1827301A中公开了一种粉体加工方法及装置，实现了针对粉体颗粒的外形修整，使其形成规则的球状外形，长径比小且松装与振实密度大。但是实际生产中，随着产品要求不断地提高，需要物料具备更加优异的性能及纯度，为此人们针对粉体物料颗粒提出了一种复合型颗粒，传统加工中，针对复合型粉体物料加工一般采用化学加工、机械搅拌或者高温压制的方法，以上方法制造的粉体颗粒存在材料纯度不高、结构性能不好的问题。

综上，需要一种粉体加工方法及装置，在复合粉体物料生产过程中，既能够生产高性能粉体物料，又能保证物料的纯度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种微纳粉体精细加工方法及装置，能够解决现有复合型粉体加工的问题。

为此目的，本发明由如下技术方案实施。

一种微纳粉体精细加工方法，其特征在于：所述方法是将纳米级子颗粒与微米级母颗粒加入整形装置，利用机械冲击研磨法对粉体颗粒处理，得到所需复合粉体颗粒，所述微纳粉体加工时间范围为0.5min-60min，所述纳米级子颗粒的粒径范围为0.1nm-10μm，所述微米级母颗粒的粒径范围为0.5μm-1000μm，各成分比例(重量比)：所述纳米级子颗粒/所述微米级母颗粒在0.1％-50％之间；

加工过程为：

1.颗粒整形：所述纳米级子颗粒与微米级母颗粒通过进料口进入整形装置，经过高速叶片及高速气流冲击，将不规则的颗粒通过高速物理冲击整形成球形、类球形的颗粒；

2.颗粒包覆：所述纳米级子颗粒在高速运动的情况下，冲击所述微米级母颗粒表面，并以附着、嵌入或铆焊的方式与所述微米级母颗粒表面结合，经过所述颗粒整形过程包覆于所述微米级母颗粒表面。

加工过程中，采用水冷的方式间接为物料降温。

进一步，所述颗粒整形和颗粒包覆过程为相同条件下，同时发生。

进一步，所述高速气流为惰性气体流。更进一步，所述惰性气体可选为氦气、氮气或氩气其中一种。

进一步，所述纳米级子颗粒与微米级母颗粒为非金属矿物粉体、金属粉体或有机高分子粉体中的一种或多种；更进一步，对于所述金属粉体，微米级母颗粒粉体平均粒径≤100μm。

进一步，所述高速叶片转速在1000rpm-10000rpm之间。

所述一种微纳粉体精细加工的整形装置，其包括：定子、转子、密封盖、密封圈、转子叶片、固定叶片、内嵌内胆、冷却水进口、冷却水出口、进料口、出料口、保护气体入口、保护气体出口、转轴；

所述定子为圆柱状壳体，端面中心处开设有通孔安装所述转轴，内部嵌套所述内嵌内胆；

所述定子外壳开设有通孔安装所述冷却水进口及所述冷却水出口；

所述定子与所述内嵌内胆开设有4组相对应通孔，安装所述进料口、所述出料口、所述保护气体入口及所述保护气体出口；