[发明专利]一种电爆炸包覆粉体的方法及其装置

说明书

本发明公开了一种电爆炸包覆粉体的方法及其装置，属于粉体包覆领域，装置包括用于输送丝材的送丝单元、粉体输送单元、爆炸单元、收集单元、气体处理单元；所述粉体输送单元包括用于添加包覆粉体的进料管、第一螺旋输送组件、粉料输送管、导丝管、同轴送粉管，所述进料管与第一螺旋输送组件相连且进料管内的包覆粉体能经第一螺旋输送组件进行输送；所述第一螺旋输送组件包括第一驱动装置、第一螺旋输送杆、第一输送管，所述第一驱动装置与第一螺旋输送杆相连，所述第一螺旋输送杆设置在第一输送管内。本申请通过对制备方法和结构的改进，简化了制备条件，缩短了工艺流程，有利于包覆粉体的制备，对于促进相关材料的研究，具有重要的应用价值。

技术领域

本申请涉及新材料制备领域，尤其是粉体包覆领域，具体为一种电爆炸包覆粉体的方法及其装置。更具体地，本申请适用于导体、半导体材料制备的、具有可塑性的丝材，具有较好的包覆效果。

背景技术

在一定直径、长度的导体、半导体丝材两端瞬间施加几万伏的高电压和高密度大电流(约10⁷A/cm²)，可以使丝材在瞬间蒸发为纳米尺度的烟雾，冷却、收集这些纳米尺度的金属烟气，即可获得这种材料的纳米粉体，这种制备丝材纳米粉体的方法就是电爆炸法，利用该原理制取粉体的设备即为电爆炸法粉体制取设备。在电爆炸法中，只要该种材料属于非绝缘体，且可制造成丝材，即可用于电爆法制取该材料的纳米粉末，该材料可以为单质金属、合金材料、半导体或相应的混合材料。

现有技术中，已经有关于电爆法应用的相关报道。例如，中国专利申请CN101550526A公开了一种用粉末材料直接进行电爆炸喷涂的方法，其是将粉末材料附着于金属爆炸材料上，然后利用充电电容器将高密度电能以冲击大电流的形式向导电的金属爆炸材料放电，使得金属爆炸材料与粉末材料一起融化爆炸后，形成混合的微粒射流，射向基体形成涂层；所述的粉末材料通过胶水粘结在金属爆炸材料上并充分晾干后，再进行放电爆炸的。

无定型硼粉被认为是有望替代目前含能材料中铝粉的一种材料，但无定型硼粉本身的点火性能和燃烧性能不理想，且硼与氧化剂反应生成的氧化膜会阻碍进一步反应，这些问题一直制约着硼粉的应用。纳米金属粉具有良好的点火和燃烧性能，将纳米金属粉的高反应活性和硼粉的高热值有机结合，是改善硼粉点火燃烧性能的研究方向之一。

为此，中国专利申请CN105458276A公开了一种制备活性金属复合硼粉的方法，其包括如下步骤：首先将线爆复合设备抽真空至-(0.05～0.1)MPa后，充入惰性气体至0.1～0.2MPa；通过送丝机将设定规格的金属丝送入所述线爆复合设备的线爆区，利用电爆炸雾化法对所述金属丝快速熔化及气化；再采用载流气体将气化后的金属蒸汽送入控温冷凝沉积系统，同时将硼粉利用超声脉冲分散装置均匀分散于金属蒸汽中；所述金属蒸汽在温度可控的冷却区逐步沉积于所述硼粉的表面，形成一层厚度可控的金属薄膜，获得活性金属复合硼粉。

而进一步简化工艺，缩短流程，一直是广大科研人员研究的方向。为此，本申请提供一种电爆炸包覆粉体的方法及其装置。

发明内容

本申请的发明目的在于，提供一种电爆炸包覆粉体的方法及其装置，其通过改进，简化了制备条件，缩短了工艺流程，有利于包覆粉体的制备，对于促进相关材料的研究，具有重要的应用价值。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电爆炸包覆粉体的方法，包括如下步骤：

（1）使电爆炸包覆粉体的装置中的爆炸腔处于真空状态，或抽真空后充入惰性气体；

（2）电极组件包括第一电极、与第一电极相配合的第二电极，第一电极的工作端与第二电极的工作端之间沿竖直方向形成爆炸区域；

利用送丝单元将丝材沿竖直方向送入爆炸区域内，并将包覆粉体沿竖直方向通过爆炸区域，实现丝材与包覆粉体在爆炸区域内的同轴同步运动，丝材位于包覆粉体内；