[發明專利]一種連續量產硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團的裝置

在審

• 申請號: 201710384829.X
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107055543A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 江永斌
• 申請（專利權）人: 江永斌
• 主分類號: C01B33/021
• 分類號: C01B33/021;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 臺州藍天知識產權代理有限公司33229
• 代理人: 苑新民

1.一種連續量產硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團的裝置，其特征在于：包括爐體、爐體內的坩堝、加熱蒸發坩堝內的硅材料的等離子體噴槍、收集硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團的收集器，坩堝與收集器之間通過生長成型控制器連通，生長成型控制器的內徑與長度之比為1:1～100，生長成型控制器的內徑與其中擴徑部的內徑之比為0.03～1:1，等離子體噴槍的噴頭穿過爐體伸入到坩堝內腔，等離子體噴槍外表面包覆有耐高溫材料制成的護套，等離子體噴槍內有冷卻循環水和產生等離子體弧所需要的氣體進入，等離子體噴槍電極連接引弧器，引弧器連接直流電源柜，爐體內壁與坩堝之間設置有保溫隔熱材料，收集器出氣口通過管道連通真空泵或減壓閥、抽風機、用于冷卻氣體用的熱交換器后與坩堝內腔連通，或熱交換器與坩堝內腔之間連通的管道上連通有儲氣容器，通入坩堝內腔的氣體質量與通入生長成型控制器內腔的氣體質量之比為1:1～100，為坩堝內腔加料的儲料器的進料管或/和加料管上設置有一個以上的控制閥，用于不停機加料。

2.根據權利要求1所述的一種連續量產硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團的裝置，其特征在于：所述的冷卻氣體為氮氣、氬氣、氦氣、氙氣、氖氣、氫氣中的一種氣體或兩種以上的混合氣體。

3.根據權利要求1所述的一種連續量產硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團的裝置，其特征在于：所述的收集器的內腔內間隔設置有10～300根氣固分離管，氣固分離管的外徑與長度之比為1:3～100，相鄰氣固分離管之間的距離與氣固分離管外徑之比為0.01～10:1，每個氣固分離管的下端封閉、管壁上設置透氣微孔、上端與收集器的出氣口連通；或所述的收集器的內腔內設置有一個以上的桶體，桶底封閉，桶壁上間隔設置有透氣微孔，桶體開口與收集器的出氣口連通，桶體內徑與桶體高度之比為1:0.2～20。

4.根據權利要求1所述的一種連續量產硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團的裝置，其特征在于：所述收集器的進料口處的氣體溫度為50～350℃，收集器的下側設置有排料管，排料管上設置有一個以上的控制閥，用于不停機排料。

5.根據權利要求1所述的一種連續量產硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團的裝置，其特征在于：所述保溫隔熱材料為下列一種或兩種以上保溫隔熱材料的組合：碳氈、石墨、氧化鋯、氧化鋁。

6.根據權利要求1所述的一種連續量產硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團的裝置，其特征在于：所述直流電源柜的供電電流為180～2600A,供電電壓為100～220V。

7.根據權利要求1所述的一種連續量產硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團的裝置，其特征在于：所述的等離子體噴槍內的冷卻循環水的壓力為120～1200KPa，等離子體噴槍內產生等離子體弧所需要的氣體壓力為150～1000KPa，所述的等離子體噴槍內產生等離子體弧所需要的氣體為氮氣、氬氣、氦氣、氙氣、氖氣、氫氣中的一種或兩種以上的氣體組合。

8.根據權利要求1所述的一種連續量產硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團的裝置，其特征在于：所述的儲料器向坩堝內腔不停機加入的原料為硅，所述硅的含量≧98％，或≧99.95％，所述硅的最大長度為0.01～50mm。

9.根據權利要求1—8任一項所述的一種連續量產硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團的裝置，其特征在于：所述裝置利用硅材料可生產出硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團，所述的硅納米線團中線徑在15～300nm之間的硅納米線的重量占硅納米線團總重量的60％以上，硅納米線團中硅粒徑在0.5～100um之間的硅納米顆粒占硅納米線團總重量的60％以上；所述裝置生產出的硅棉絮狀顆粒團中硅粒徑在0.5～100um之間的硅顆粒占硅棉絮狀顆粒團總重量的60％以上。

10.根據權利要求1—8任一項所述的一種連續量產硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團的裝置，其特征在于：所述裝置生產出的硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團用于生產碳化硅陶瓷纖維的原料；或所述裝置生產出的硅納米線團或硅棉絮狀顆粒團的外表面包覆一層導體材料后，用于鋰離子電池的負極材料。