[实用新型]纳米金属包覆粉末的制备设备

说明书

本实用新型公开了一种纳米金属包覆粉末的制备设备，纳米芯核颗粒制备装置用于将芯核原料蒸发为蒸气的与水电气系统连通的等离子枪和纳米芯核颗粒输出口；包覆装置的蒸发罐顶板的中心有垂直的包覆金属材料进料管，蒸发罐顶板上设有多支与水电气系统连通的第一等离子枪，轴线延长线均与包覆金属材料进料管的轴线延长线交叉；蒸发罐和分散器下方连通有金属蒸气与纳米芯核颗粒接触并螺旋下降以初步包覆的上大下小的中空圆台形的包覆罐，包覆罐下方连通有用于最终形成纳米金属包覆粉的中空直筒形的凝固罐。能防止被包覆粉体即纳米芯核颗粒团聚、输送和包覆过程中芯核颗粒分散性好、能实现包覆粉体在纳米级芯核颗粒上均匀沉积及完整包覆。

技术领域

本实用新型涉及金属包覆粉末技术领域，具体讲是一种纳米金属包覆粉末的制备设备。

背景技术

现有技术的金属包覆粉末制备主要采用化学包覆法，工艺相对繁琐，或包覆相对困难，或产生污染，因此在工业应用上较为受限。

现有技术的物理气相沉积法虽然可以实现纳米颗粒在平面上的沉积，但通常需在真空环境下进行，整个金属包覆粉末制备过程需始终抽真空，增加了生产成本。

中国专利网站上公开了一种制备包覆粉末的装置，该装置利用等离子枪作为热源，将包覆材料加热熔化或气化，包覆材料与芯核颗粒相遇，最终实现包覆粉末的制备。利用该装置生产时除输入工质气体前需抽真空外，整个金属包覆粉末制备过程不需始终抽真空，节约了生产成本。但该装置采用存储在容器内的已制备好的芯核颗粒，通过振动送粉或载气送粉的方式输送至包覆罐，粉末在制成之后的存储中本来就很容易团聚，粒径越小，团聚越厉害，因此芯核颗粒的粒径不能太小，不能是亚微米级别的，更不能是纳米级别的，因为亚微米颗粒或纳米颗粒，采用载气方式或振动方式难以将符合质量要求的亚微米颗粒或纳米颗粒顺利送至包覆罐，容易堵塞或者送去的粉是团聚的粉。即，该方法极大地限制了芯核颗粒的尺寸，对于极易发生团聚的亚微米级颗粒甚至纳米级颗粒，无法顺利输送，因此该方法仅适用于对微米级芯核颗粒进行包覆，不能实现对亚微米级颗粒甚至纳米级颗粒进行包覆。

还有，1、由于该装置中的包覆罐或称反应器为直筒形，融化或气化后的包覆粉末颗粒与芯核颗粒的接触为直线相遇，且两者的输送路程均较短，使得芯核颗粒与包覆粉末颗粒的接触时间较短，不易形成有效且完整的包覆。2、由于仅设有一支等离子枪即等离子雾化喷枪系统，等离子雾化喷枪系统中的等离子体焰矩、雾化喷嘴与反应器的中心轴线均在同一直线上，且包覆粉末的送粉通道的轴线与等离子体焰矩、雾化喷嘴的轴线也在同一直线上，为了保证等离子雾化喷枪系统的安全和正常使用，限制了等离子雾化喷枪系统的电流和功率，能量相对不足，包覆粉末的蒸发效果难以保证。3、由于等离子雾化喷枪系统中的雾化喷嘴设在等离子体焰炬和包覆材料如包覆粉末送粉通道出口的下方，等离子体焰炬的高温以及包覆粉末的熔化态或气化态可能将雾化喷嘴烧蚀使其受损而无法正常工作，雾化喷嘴喷射的高速射流可能会使喷嘴内压力快速上升，而影响等离子体焰炬的稳定性，可能使其熄灭甚至回焰烧蚀等离子雾化喷枪。4、芯核粉末的进粉口的位置、角度和数量等均存在不足，难以保证芯核粉末均匀、切向、旋转进入包覆罐内，影响了包覆效率和包覆质量。

综上所述，现有技术中利用等离子体作为热源包覆粉末的装置，难以实现包覆粉体在被包覆的纳米粉体即纳米级颗粒上的均匀沉积以及完整地包覆，其主要难点为纳米粉体极易发生团聚，在空间上很难分散，包覆材料的蒸发效果欠佳，包覆粉末颗粒与芯核颗粒的接触时间较短，包覆材料在单个粉体表面的完整沉积较困难。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能防止被包覆粉体即纳米芯核颗粒团聚、输送和包覆过程中芯核颗粒分散性好、能实现包覆粉体在纳米级芯核颗粒上均匀沉积及完整包覆的纳米金属包覆粉末的制备设备。