[實用新型]一種超聲波噴霧微波管式爐

有效

• 申請號: 201520078851.8
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN204849025U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 郭勝惠;周朝金;張利華;彭金輝;張利波;張聲洲
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C23C18/02
• 分類號: C23C18/02;C23C18/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種超聲波噴霧微波管式爐，屬于粉末冶金與薄膜材料綠色制備技術開發領域。

背景技術

超細ITO粉體與薄膜，被廣泛地應用于固態平板顯示器（如液晶顯示器、等離子體顯示屏、場致發光屏等）、太陽能電池、電磁波屏蔽和透明導電材料、無機功能材料、涂料、橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、軍事、光催化劑、細胞追蹤劑、氣敏器件、短波長器件、電容器等領域。而這些領域的靶材主要由ITO粉體與薄膜制造，所以ITO粉體與薄膜的制備也就成為擺在廣大科技工作者面前的重要課題。

隨著ITO粉體與薄膜材料廣泛的應用，ITO粉體與薄膜的制備技術越來越引起人們的重視，目前粉體的制備技術主要有水熱合成法，溶膠一凝膠法，化學共沉淀法]，噴霧-燃燒法，噴霧熱解法等，其中噴霧熱解法技術是一種合成超細粉體的氣溶膠技術。然而在以前的噴霧熱解法制備ITO粉體與薄膜中。都是分開制備的，本實用新型通過超聲波造霧，通過載氣將液滴直接進入預定高溫下直接進行快速蒸發干燥熱解反應，以致在石英玻璃片的目標溫度下直接反應形成薄膜。由于在霧滴傳質過程中，不可能所有液滴都完全于高溫石英玻璃片上反應，為解決尾氣問題與其余液滴如何處置問題，本實用新型采用微波加熱管式爐加熱，使全部液滴在高溫石英管內與微波場下發生反應并在管尾收集瓶中得到收集。其中微波加熱技術具有選擇性加熱、加熱速度快、無污染等特點，大大的增加了實驗的效率，縮短了實驗中液滴內部溶劑蒸發干燥熱解的反應時間，極大地降低了能耗與低溫下快速形成實心粉體。

本實用新型主要是利用超聲波霧化兩個鹽類物質按一定配比下經溶劑（水溶解）的混合前驅體溶液，以空氣作為載氣把霧滴送入加熱微波管式爐爐膛中遇高溫石英玻璃片而發生熱解并氧化獲得ITO薄膜成型到石英玻璃片上，管尾收集瓶得到球形ITO粉體，整個反應都是在密閉的石英管中進行，避免了噴霧液滴的其他浪費，做到了微波管式爐中使用噴霧熱解法在600℃高溫度下一次性得到ITO薄膜與ITO粉體的突破，對于噴霧熱解法在高溫度下制備同時制備氧化物薄膜與粉體提供了可行性實驗方法，采本實驗方法，極大地降低了加熱過程中的的能源消耗，簡化了操作過程，極大地節約了生產成本，也減少了環境污染，產生了顯著的經濟和生態效益。拓展了噴霧熱解法高溫下制備薄膜與粉體的范疇。

發明內容

本實用新型涉及一種超聲波噴霧微波管式爐，實現了噴霧熱解法高溫下同時制備得到ITO粉體與ITO薄膜，具體包括：空氣壓縮泵1、轉子流量器2、超聲波噴霧器3、超聲波造霧振動盤4、霧滴5、石英玻璃導管6、石英玻璃管7、微波加熱裝置8、微波發生器9、石英玻璃片10、輔助加熱材料11、保溫材料12、粉體緩沖沉降瓶13、粉體14、粉體收集瓶15、第一級堿液吸收尾氣裝置16、第二級堿液吸收尾氣裝置17，空氣壓縮泵1通過轉子流量器2和超聲波噴霧器3相連通，超聲波噴霧器3的底部設置有超聲波造霧振動盤4，超聲波噴霧器3通過石英玻璃導管6與石英玻璃管7相連通；石英玻璃管7的內部設置有石英玻璃片10和輔助加熱材料11，石英玻璃管7的外部設置有微波加熱裝置8，微波加熱裝置8與石英玻璃管7之間設有保溫材料12，微波加熱裝置8上設置有微波發生器9；石英玻璃管7的另一端粉體緩沖沉降瓶13，粉體緩沖沉降瓶13與粉體收集瓶15相連通；粉體收集瓶15、第一級堿液吸收尾氣裝置16與第二級堿液吸收尾氣裝置17依次相連通。

本實用新型的有益效果：

（1）本實用新型所述超聲波噴霧微波管式爐，實現了噴霧熱解法高溫下同時制備得到ITO粉體與ITO薄膜，簡化了實際操作步驟，避免了以前噴霧熱解法制備ITO薄膜過程中霧滴浪費與環境污染的情況，有效地實踐了科學發展觀ITO粉體的粒徑分布均勻，分散性良好；

（2）本本實用新型可以讓沒有在高溫石英玻璃片上形成薄膜的液滴直接由載氣的傳質下經過高溫氧化氣氛下快速熱解而形成ITO粉體并于尾部收集瓶收集；同時在熱解過程中產生的尾氣也得到了安全排放；屬于粉末冶金與薄膜材料綠色制備技術開發領域。

附圖說明

圖1為本實用新型橫向超聲波噴霧微波管式爐的結構示意圖；

圖2為本實用新型縱向超聲波噴霧微波管式爐的結構示意圖。

圖1、2中：1-空氣壓縮泵；2-轉子流量器；3-超聲波噴霧器；4-超聲波造霧振動盤；5-霧滴；6-石英玻璃導管；7-石英玻璃管；8-微波加熱裝置；9-微波發生器；10-石英玻璃片；11-SiC輔助加熱材料12-保溫材料；13-粉體緩沖沉降瓶；14-粉體；15-粉體收集瓶；16-第一級堿液吸收尾氣裝置；17-第二級堿液吸收尾氣裝置。