[實用新型]一種納米氧化物粉體的制造裝置

有效

• 申請號: 201120476582.2
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN202359194U
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 胡晞
• 申請（專利權）人: 蘇州華微特粉體技術有限公司;胡晞
• 主分類號: C23C16/40
• 分類號: C23C16/40
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳小燦

技術領域

本實用新型涉及納米材料技術領域，特別是一種納米氧化物粉體的制造裝置。所述制造裝置是以單質物質、鹵族氣體和水為主要原料，用CVD(Chemical?Vapor?Deposition，化學氣相沉積)合成對應單質物質的納米氧化物粉體的裝置。

背景技術

納米材料是二十世紀八十年代發展起來的一種新型材料，由于其表面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等而使其在力學、電學、磁學、熱學和化學活性等方面具有奇異的特性，因而在化工、輕工、冶金、電子、高技術陶瓷復合材料、核技術、生物技術以及國防尖端技術等領域具有重要的應用價值。納米氧化物粉體是當今日益發展的納米材料產業的重要基礎原料，規模化、連續化生產高品質的氧化物納米粉體是納米材料技術產業化進程中的基礎工程。目前，公知的納米氧化物粉體的制造方法很多，概括起來主要分為三類：固相法、液相法和氣相法，但制造納米氧化物粉體的所用原料一般為化合物，本發明人經檢索，還沒有發現關于利用單質物質制備納米氧化物粉體的技術。

實用新型內容

本實用新型提供一種納米氧化物粉體的制造裝置，以單質物質、鹵族氣體和水為主要原料，用CVD(Chemical?Vapor?Deposition，化學氣相沉積)合成對應單質物質的納米氧化物粉體，工藝過程簡單、安全，能量利用率高，制造成本更低，生產的納米氧化物粉體具有更好的分散性。

本實用新型的技術方案是：

一種納米氧化物粉體的制造裝置，其特征在于，包括依次連接的雙層套筒式熔池、反應器和分離器，雙層套筒式熔池的內筒連接輸送加熱融化的熔融單質物質的導管，輸送鹵族氣體的導管連接在雙層套筒式熔池的內筒底部，輸送不參與反應的調整鹵化物濃度的氣體導管連接在雙層套筒式熔池的內筒頂部，雙層套筒式熔池的外筒連接輸送水蒸汽的導管；所述反應器具有連接所述外筒的水蒸汽入口以及連接所述內筒的氣態鹵化物和調整鹵化物濃度的氣體入口；分離器上具有固體氧化物粉體的收集口以及氣體排出口。

在反應器和分離器的接口附近具有導入不參與反應的其他氣體的導管。

所述雙層套筒式熔池的內筒選擇與所述熔融單質物質的物理與化學性質相適配的材料制備。

所述輸送鹵族氣體的導管采用耐鹵族氣體腐蝕的材料制備。

所述輸送鹵族氣體的導管采用陶瓷類材料制備。

本實用新型的技術效果：

本實用新型提供的納米氧化物粉體的制造裝置，結構簡單，能量利用率高，安全可靠。包括依次連接的雙層套筒式熔池、反應器和分離器，利用雙層套筒式熔池的內筒進行熔融單質物質與鹵族氣體的反應，其內筒連接導入加熱融化后的熔融單質物質的導管，內筒的底部連接導入鹵族氣體的導管；內筒的頂部還連接輸送不參與反應的調整鹵化物濃度的其他氣體的導管，可導入一定量的不參與反應的其他氣體，以調整氣態鹵化物的濃度；雙層套筒式熔池的外筒連接輸送水蒸汽的導管，利用包圍內筒的環形外筒輸送水蒸氣，同時使水蒸氣充分吸收熔融單質物質與鹵族氣體發生反應釋放的大量反應熱；在反應器中氣態鹵化物和水蒸氣發生反應生成固體氧化物和氣體鹵化氫；反應器和分離器的接口附近具有導入不參與反應的其他氣體的導管，可導入適當量的不參與反應的常溫氣體，降低生成物溫度，以降低生成的固體氧化物粉體的表面活性，以免粉體間形成團聚；分離器上具有固體氧化物粉體的收集口以及氣體排出口，固體即為納米氧化物粉體，氣體送后續工序進行環保處理；由于熔融單質物質和鹵族氣體分別通過各自的導管輸入熔池中，若生產系統發生意外泄漏時，只要關閉鹵族氣體通道，就可以將有害泄露迅速停止。

使用本實用新型提供的納米氧化物粉體的制造裝置的優越性在于：1)首先將單質物質加熱融化為熔融單質物質，然后與鹵族氣體反應生成氣態鹵化物，相比于以往的鹵化物合成法使用的價格昂貴的鹵化物，可以使納米粉體的制造成本更低；2)鹵族氣體通過熔融單質物質時與單質物質反應生成氣態鹵化物冒出熔融單質液面時，釋放出大量反應熱傳遞給熔融單質物質，同時使與氣態鹵化物發生反應的水蒸氣吸收掉多余大量熱量，充分利用了反應熱，一方面降低了成本，另一方面提高能量利用率，節能減排；3)與以往的鹵化物合成法比較，省去了結構復雜、換熱效率低的加熱系統，使工藝過程簡單化；4)以往的鹵化物合成時，生產系統發生泄漏時，無法迅速停止系統，本實用新型只要關閉鹵族氣體通道，就可以將有害泄露迅速停止，提高了生產過程的安全性；5)與以往的各種液相法相比較，本實用新型制造的產品具有更好的分散性。

附圖說明

圖1是本實用新型裝置的結構示意圖。