[發(fā)明專利]一種二次庫(kù)侖分裂制備納米顆粒的裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710060650.5
• 申請(qǐng)日: 2007-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101279373A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳萍;周偉;劉立娟;李寶凌;徐志偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F9/08
• 分類號(hào): B22F9/08;B22F9/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所
• 代理人: 王麗英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制備納米顆粒的裝置，尤其涉及一種二次庫(kù)侖分裂制備納米顆粒的裝置。

背景技術(shù)

根據(jù)Rayleigh不穩(wěn)定性原理，當(dāng)液體表面電荷擾動(dòng)與表面張力比值超過(guò)Rayleigh極限時(shí)，液體就會(huì)發(fā)生自發(fā)庫(kù)侖分裂。

目前的傳統(tǒng)顆粒制備技術(shù)，如氣霧化、振動(dòng)造粒等生產(chǎn)出的顆粒尺寸都在微米或亞微米量級(jí)，且粒度分布不均勻。90年代初興起的均勻液滴噴射技術(shù)可以生產(chǎn)均勻的合金顆粒，但由于射流穩(wěn)定性和工藝的限制，其難以生產(chǎn)微米級(jí)以下的顆粒。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種短流程，高效率的可以獲得納米級(jí)超微顆粒的一種二次庫(kù)侖分裂制備納米顆粒的裝置。

本發(fā)明的一種二次庫(kù)侖分裂制備納米顆粒的裝置它包括：

(a)一個(gè)供料裝置；

(b)一個(gè)石英毛細(xì)管，該毛細(xì)管上裝有流量計(jì)，其一端與所述的供料裝置相連，另一端的管內(nèi)裝有鎢電極并在該管底端鑲嵌有一個(gè)噴嘴；

(c)一個(gè)真空腔室，所述的石英毛細(xì)管的出口端設(shè)置在所述的真空腔室內(nèi)，在所述的石英毛細(xì)管的噴嘴下部的真空腔室內(nèi)依次裝有一個(gè)通過(guò)導(dǎo)線與電源相連的加電極板、擋板、顆粒冷卻收集裝置，所述的加電極板中間相對(duì)于所述的噴嘴處有一個(gè)開(kāi)口，所述的真空腔室分別通過(guò)管線與真空泵、惰性氣源相連接；

(d)一個(gè)微機(jī)控制系統(tǒng)，該微機(jī)控制系統(tǒng)包括主板，分別通過(guò)控制線連接在所述的主板上的信號(hào)發(fā)生器和圖像采集卡，所述的流量計(jì)和加電極板的電源分別通過(guò)導(dǎo)線與微機(jī)控制系統(tǒng)中的主板相連；

(e)一個(gè)閃頻器，該閃頻器安裝在所述的真空腔室的側(cè)壁上并通過(guò)連線與分頻器連接，所述的分頻器與微機(jī)控制系統(tǒng)中的信號(hào)發(fā)生器相連；

(f)一個(gè)攝像裝置，該攝像裝置安裝在與所述的閃頻器相對(duì)處的真空腔室的側(cè)壁上并通過(guò)連線與微機(jī)控制系統(tǒng)中的圖像采集卡相連。

本發(fā)明的一種二次庫(kù)侖分裂制備納米顆粒的裝置，工藝可控性強(qiáng)，可控制熔體(液體)流量和石英毛細(xì)管與極板間電壓，利用圖像監(jiān)視系統(tǒng)和回路反饋控制系統(tǒng)獲得均勻尺寸的微顆粒，工藝流程短，產(chǎn)品質(zhì)量好，大大降低了設(shè)備投資。

附圖說(shuō)明

附圖是本發(fā)明的一種二次庫(kù)侖分裂制備納米顆粒的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作以詳細(xì)描述。

如圖所示本發(fā)明的包括供料裝置1，真空腔室2，流量計(jì)5，石英毛細(xì)管6，石英毛細(xì)管內(nèi)有鎢電極7、擋板10、收集裝置11。石英毛細(xì)管6下方有加電極板8，石英毛細(xì)管6和加電極板8間通過(guò)高壓電源加有高壓電場(chǎng)。石英毛細(xì)管6其一端與所述的供料裝置1相連，另一端的管內(nèi)裝有鎢電極7并在該管底端有一個(gè)噴嘴；所述的噴嘴采用耐高溫材料并且在高溫條件下形變量較小，優(yōu)選的由藍(lán)寶石制得并且其直徑為1um-100um。真空腔室2的底部設(shè)置有顆粒冷卻收集裝置11，收集裝置11上有一個(gè)擋板10，固定在真空腔室2的底部。真空腔室2右下端與真空泵3連接，真空腔室2側(cè)壁通過(guò)輸氣管與惰性氣源4連接。加電極板8中間相對(duì)于所述的噴嘴處有一個(gè)開(kāi)口，加電極板8通過(guò)連線與電源12連接。電源12通過(guò)連線與微機(jī)控制系統(tǒng)中的主板17連接。真空腔室2左側(cè)壁有一個(gè)閃頻器9，通過(guò)連線與分頻器13連接，分頻器13與微機(jī)控制系統(tǒng)18中的信號(hào)發(fā)生器15連接。真空腔室2右側(cè)與閃頻器9相對(duì)處有攝像裝置16，通過(guò)連線與微機(jī)控制設(shè)備18中的圖像采集卡14連接。微機(jī)控制系統(tǒng)18主要部件包含有信號(hào)發(fā)生器15，圖像采集卡14和主板17。信號(hào)發(fā)生器15和圖像采集卡14分別通過(guò)控制線連接在微機(jī)主板17上。使用過(guò)程中保持供料裝置中的壓力高于真空腔室以使液體從噴嘴中流出。

本發(fā)明裝置的操作方法如下：

(1)在供料裝置中使原料成為熔體或液體狀態(tài)；

(2)將冷卻液加入收集裝置中，將擋板移至收集裝置的上方，并密封真空腔室；

(3)對(duì)坩鍋和真空腔室抽真空，并充入惰性保護(hù)氣體；

(4)打高壓電源，在石英毛細(xì)管與加電極板間加上高電壓，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制流量計(jì)和高壓電源，使液體表面發(fā)生一次庫(kù)侖分裂形成初始主液滴；

(6)利用圖像監(jiān)視系統(tǒng)所拍攝的液滴圖像結(jié)合計(jì)算機(jī)圖象分析系統(tǒng)準(zhǔn)確的計(jì)算出液滴的直徑，從而反饋控制調(diào)整流量計(jì)和高壓源，從而使初始主液滴發(fā)生二次庫(kù)侖分裂獲得均勻尺寸的納米級(jí)液滴。

(7)移開(kāi)擋板，液滴進(jìn)入收集裝置，通過(guò)冷卻液最后凝固成型。