[發明專利]微細球形鋁粉的生產方法

有效

• 申請號: 201210388910.2
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102909386A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 高書娟;毛國平;王海勇;侯光強;王利平
• 申請（專利權）人: 江蘇博遷光伏材料有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 代忠炯

技術領域

本發明涉及一種微細(粒徑在1～5微米之間)球形鋁粉的生產方法。

背景技術：

球形鋁粉可以用作化工原料、固體火箭推進劑、電子漿料等，尤其是高純度的微細球形鋁粉是硅太陽能電池背漿的主要原材料，國內外用量很大。

目前，生產微細球形鋁粉的工業方法主要是氮氣霧化法。氮氣霧化法又分為很多種類，主要是高壓氮氣霧化法和超音速氮氣霧化法。氮氣霧化法生產的鋁粉為球形，純度相對較高，粒度分布比較寬，大約為1~100微米，分散性差，活性低，能適合硅太陽能電池背漿的微細鋁粉所占比例很小，有一半以上不能用，只能用到煙花爆竹行業，對于這樣的高純鋁粉來說是一種浪費。

發明內容：

本發明針對現有技術的上述不足，提供一種使生產出來的鋁粉形狀為球形，分散性好，活性高、粒度分布均勻，粒徑在1～5微米之間的微細球形鋁粉的生產方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種微細球形鋁粉的生產方法，制備步驟包括：

（1）在氮氣保護下，將粗鋁粉在球磨機中球磨，粉碎成細小片狀鋁粉（片狀仍為微米級范圍，肉眼仍看做是粉狀），片厚為0.2~0.6微米、直徑為2~5微米，球磨時間為2~10h；

（2）將步驟（1）中的細小片狀鋁粉放入送粉器中，用惰性氣體置換等離子體噴涂系統內的氣體至無氧氣氛，然后啟動等離子體噴涂系統，調節等離子體噴涂系統內噴槍的電流和電壓使得等離子體噴槍的功率達到設定值；

（3）啟動送粉器，使步驟（1）的細片狀鋁粉在氣體輸送下穿過等離子體噴槍的等離子弧，經過等離子弧的加熱，細片狀鋁粉熔化成小液滴，進入冷卻釜在冷卻釜中被急速冷卻成為微細球形鋁粉。

本發明步驟（1）所述粗鋁粉的粒徑為51～500微米。

本發明步驟（2）所述惰性氣體是氬氣、氦氣等中的一種或兩種以上。

本發明步驟（3）所述的等離子體噴槍的功率為30～200KW，優選為50～80KW。

本發明步驟（3）中所述的送粉器，送粉速率為：20～50Kg/h。

本發明步驟（3）中所述的氣體為氬氣、氦氣中的一種或兩種以上。

本發明微細球形鋁粉的生產方法的詳細過程還可描述如下：粗鋁粉經球磨機磨成細小的片狀鋁粉，細小片狀鋁粉作為原料，放入送粉器中，用氬氣置換整個反應系統內的空氣，使系統內處于無氧狀態；啟動等離子噴涂系統，調節等離子噴涂系統中的等離子噴槍的功率到30~200KW，開啟送粉器開始進料；細片狀鋁粉在氬氣的輸送下，通過一個連接送粉器和等離子噴槍的管子進入等離子噴槍，并穿過等離子噴槍的等離子體弧，產生等離子弧的氣體為氬氣、氫氣、氦氣中的一種或兩種以上；細片狀的鋁粉經過等離子弧的瞬間加熱被熔化成小液滴，小液滴隨著產生等離子弧的氣體進入冷卻釜，在冷卻釜中，小液滴被冷卻氣體急劇冷卻，在表面張力的作用下，小液滴凝固成球形的固體鋁粉。經過兩次粉塵過濾器過濾后鋁粉被收集下來；粗大的鋁粉經過球磨破碎，等離子體弧加熱，冷卻凝固后成為微細球狀鋁粉。

本發明的優點和有益效果：

本發明生產出來的鋁粉形狀為球形，分散性好，活性高、粒度分布均勻，粒徑在1～5微米之間，粒徑分布窄，可以完全應用于硅太陽能電池背漿的微細鋁粉，因此，使得原料得到充分利用，生產效率高，材料沒有浪費。

附圖說明

附圖本發明鋁粉制備方法的工藝流程圖。

具體實施方式

下面通過實施例進一步詳細描述本發明，但本發明不僅僅局限于以下實施例。

實施例1、

將粒徑為100微米的鋁粉放入行星球磨機中，在氮氣環境下球磨3小時，得到厚約0.5微米，直徑約4微米的細片狀鋁粉，將鋁片放入送粉器中，用氬氣置換等離子噴涂系統內的空氣，使系統內為無氧狀態，啟動等離子噴涂系統，調節等離子噴涂系統中的等離子噴槍的功率為60KW，待等離子噴槍的等離子體弧穩定后，啟動送粉器，送粉速率為25Kg/h，細片狀鋁粉在氬氣的輸送下，通過一個連接送粉器和等離子噴槍的管子進入等離子噴槍，并穿過等離子體弧，產生等離子體的氣體是氬氣和氫氣；細片狀的鋁粉經過等離子弧的瞬間被加熱熔化成小液滴，小液滴隨著等離子氣體進入冷卻釜，在冷卻釜中，小液滴被冷卻氣體（氬氣、氮氣等均可）急劇冷卻，在表面張力的作用下，小液滴凝固成球形的固體鋁粉。經過兩次粉塵過濾器過濾后鋁粉被收集下來。生產所得的鋁粉為球形粉末，平均粒徑為2微米。

實施例2、

將50微米的鋁粉放入行星球磨機中，在氮氣環境下球磨2.5小時，得到厚約0.2微米，直徑約3.5微米的細片狀鋁粉，將鋁片放入送粉器中，對等離子噴涂系統內的氣體進行置換，使系統內為無氧狀態，啟動等離子噴涂系統，調節等離子噴槍的功率為60KW，待等離子噴槍的等離子體弧穩定后，啟動送粉器，送粉器的速率為30Kg/h，后續工序同實施例1。生產的鋁粉為球形粉末，平均粒徑為2.2微米。