[发明专利]一种基于电爆炸法的多元合金粉末合成装置

权利要求书

1.一种基于电爆炸法的多元合金粉末合成装置，其特征在于：包括绝缘子、高压电极、地电极、进气口、电爆炸及喷射装置、金属混合蒸汽、产物收集基台、排气口；

绝缘子采用四氟或尼龙材料制成，将高压电极柱与腔体分隔开，防止高压电极与腔体连通或发生击穿、爬电；绝缘子表面为螺旋状结构，用于有效增大绝缘强度；

高压电极与接地电极为不锈钢柱，分别连接同轴高压电缆的芯与接地外皮；

进气口用于通入惰性气体，用于防止金属粉末被氧化/氮化；排气口用于实现洗气的功能，使腔体内达到预设的介质氛围，此外还用于使电爆炸产物定向排出，便于收集；

电爆炸喷射装置主要由三部分构成，单个电爆炸喷射装置包括半封闭介质管、电极，绝缘子及金属丝、恒定磁场；半封闭介质管(1)长度为2-4cm，直径为5-20mm，材质选取高屈服强度的塑性材料，防止电爆炸冲击波使介质管破碎或发生不可逆形变；绝缘子安插在介质管上防止沿面闪络；高压电极和地电极一端分别与腔体的高压电极和地电极相连，另一端接金属丝；金属丝负载选用高纯度以防止杂质引入，金属丝直径选取与系统初始储能相关，要求能够使金属丝放电通道击穿前的沉积能量大于该质量下金属丝完全气化所需的能量；磁场线圈由直流电源驱动，用于提供恒定磁场，其主要功能是对带电金属蒸汽膨胀轨迹起到预定束缚作用，辅助定向喷射；多个喷射装置连接时，机械悬臂与介质管封闭端相连，用于自由调控金属蒸汽喷射方向；时序控制系统由数字延时发生器DG645控制，通过控制高压和地电极沟通的开关，开关导通时脉冲电流流经金属丝，驱动电爆炸，各个开关彼此独立且均采用三电极火花开关，数字延时发生器通过电信号触发控制开关导通；通过在管口处设有辅助磁场线圈，调控并约束带电金属蒸汽的喷射轨迹；采用磁场线圈辅助控制带电金属蒸汽膨胀取向；金属蒸汽为各根金属丝电爆炸后从介质管喷出后混合的产物，与介质环境分子/原子碰撞冷却后，成核、凝聚，在重力作用和气流作用下逐渐沉降。

2.如权利要求1所述的一种基于电爆炸法的多元合金粉末合成装置，其特征在于：产物收集基台采用硅基片，用于收集一部分爆炸产物，硅基片直接用于SEM、TEM、EDS、XRD、XPS的测试和表征。

3.如权利要求1或2所述的一种基于电爆炸法的多元合金粉末合成装置，其特征在于：通过设计时序控制系统能够结合不同金属电爆炸特性调控爆炸延时和顺序，以获得更高质量的多元合金粉末。

4.如权利要求3所述的一种基于电爆炸法的多元合金粉末合成装置，其特征在于：机械悬臂与介质管封闭端相连，用于自由调控金属蒸汽喷射方向；机械悬臂数量为六个；电爆炸喷射装置数量为六个；通过设计时序控制系统，结合不同金属电爆炸特性调控爆炸延时和顺序，以获得更高质量的多元合金粉末；所述时序控制系统由数字延时发生器控制，数字延时发生器通过电信号控制开关触发极电压的有无，从而起到控制开关导通的效果，进而结合不同金属电爆炸特性调控爆炸延时和顺序，以获得更高质量的多元合金粉末。

5.如权利要求1或2所述的一种基于电爆炸法的多元合金粉末合成装置，其特征在于：电爆炸喷射装置材质选取有机玻璃PMMT。

6.如权利要求1或2所述的一种基于电爆炸法的多元合金粉末合成装置，其特征在于：金属丝负载选用99.99％以上的高纯度。

7.如权利要求1或2所述的一种基于电爆炸法的多元合金粉末合成装置，其特征在于：所述惰性气体为氦气或氩气。