[發明專利]一種用于氣相包覆的裝置和方法

有效

• 申請號: 201610070096.8
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN107022751B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 劉柏男;褚賡;陸浩;羅飛;鄭杰允;李泓
• 申請（專利權）人: 溧陽天目先導電池材料科技有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/448
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

本發明涉及一種用于氣相包覆的裝置，包括用于盛放液體前軀體的罐體，其頂部設置有進氣管、進液管和出氣管，其底部設置有加熱板；出氣管設置有噴頭，噴頭插入反應腔體的一側中，反應腔體的另一側通過冷凝裝置與引風設備連接；液體前軀體通過進液管進入到罐體內，在罐體內揮發形成氣體后，和通過進氣管進入罐體的氣體混合，再進入出氣管，并由噴頭噴入到反應腔體內，與反應腔內的包覆對象進行包覆反應；在包覆反應過程中，由冷凝裝置冷凝反應腔體內產生的尾氣，及由引風設備將未冷凝的氣體及時排出。同時本發明還提供了進行氣相包覆的方法。采用本發明中的裝置和方法能夠實現快速、定量且高度安全可控的使用液相或氣液復合前驅體的氣相包覆。

技術領域

本發明涉及粉體氣相包覆技術領域，尤其涉及一種用于氣相包覆的裝置和方法。

背景技術

隨著粉體技術的發展，表面包覆作為表面處理的一種，越來越受到人們的青睞。表面包覆可以在保持粉體本身性質不變的前提下賦予材料新的功能，而且由于一般的粉體材料隨著粒徑的減小，比表面增大，表面包覆就顯得更加重要。表面包覆可分為固相和氣相兩種。顧名思義，固相包覆是指包覆原材料以固體的形式與粉體混合，在該過程中使其在粉體表面分散均勻。固相包覆對設備要求比較低，但是由于固相混合的局限性，很難得到非常均勻且致密的表面包覆層。而氣相包覆是包覆原材料以氣體的形式與粉體混合，在粉體表面分解，固化，氣相包覆能夠得到非常均勻的包覆層，借助如今先進的化學氣相沉積技術，甚至可以在表面上得到原子尺度的均勻包覆。

然而，如今工業中氣相包覆的原材料多為氣體。包覆原材料固化時均需要一定溫度，在常壓下通氣體進行反應需要很長時間才能得到較厚的包覆層，而反應時間過長會使整個生產流程的成本升高，且常溫常壓下為氣體的物質分子結構都較小，直接用氣體包覆較難得到結構致密有序的包覆層。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足提供一種用于氣相包覆的裝置，并同時提出了一種新的氣相包覆方法，采用該裝置和該方法能夠實現快速、定量且高度安全可控的使用液相或氣液復合前驅體的氣相包覆。

第一方面，本發明提供了一種用于氣相包覆的裝置，包括：用于盛放液體前軀體的罐體2，罐體2的頂部設置有進氣管7、進液管8和出氣管9，罐體2的底部設置有加熱板4；出氣管9設置有噴頭11，噴頭11插入反應腔體12的一側中，反應腔體12的另一側通過冷凝裝置13與引風設備14連接；液體前軀體通過進液管8進入到罐體2內，在罐體2內揮發形成氣體后，和通過進氣管7進入罐體2的氣體混合，再進入出氣管9，并由噴頭11噴入到反應腔體12內，與反應腔內的包覆對象進行包覆反應；在包覆反應過程中，由冷凝裝置13冷凝反應腔體12內產生的尾氣，及由引風設備14將未冷凝的氣體及時排出。

優選地，裝置還包括溫控表，所述溫控表與加熱板4連接，控制所述加熱板4的加熱溫度和功率，使罐體2內部溫度維持在室溫至500℃。

優選地，裝置還包括底部支架6，所述底部支架6位于加熱板4底部；所述底部支架6設置有稱重模塊，所述稱重模塊用于監控罐體2內的液體前軀體的質量變化。

優選地，進氣管7的末端具有多個微孔。

優選地，罐體2承受的最高壓力為6MPa。

第二方面，本發明還提供了一種氣相包覆的方法，包括：

S10，在罐體中加入液體前驅體，反應腔體內加入包覆對象；

S20，加熱板通電進行加熱，直至罐體內部溫度到達所述液體前驅體的沸點以上的預設溫度；

S30，加熱反應腔體，待溫度達到所述液體前軀體的裂解溫度后，打開進氣管和出氣管，通入所需氣體，包覆反應進行，同時打開引風設備及冷凝裝置；

S40，待氣體流量達到總量要求時，加熱板停止加熱，同時關閉進氣管，待罐體內溫度自然降溫后，關閉出氣管；