[實用新型]一種納米硅激光氣相合成系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820811085.5
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN208554140U
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李學(xué)耕;劉芳;戎俊梅
• 申請（專利權(quán)）人: 普尼太陽能（杭州）有限公司
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12;C01B33/027
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

本實用新型公開了一種納米硅激光氣相合成系統(tǒng)，包括：反應(yīng)腔；激光器，設(shè)置于反應(yīng)腔的一端，產(chǎn)生的激光通過反應(yīng)腔入口射入到反應(yīng)腔內(nèi)；硅烷氣瓶，所述硅烷氣瓶內(nèi)盛有硅烷，硅烷通過管道通入反應(yīng)腔內(nèi)；束縛氮氣瓶，所述束縛氮氣瓶內(nèi)裝有用于為硅烷提供束縛保護作用的氮氣，該氮氣通過管道通入反應(yīng)腔內(nèi)；混合氣瓶，所述混合氣瓶內(nèi)盛有氮氣和氫氣，該氮氣和氫氣通過管道通入反應(yīng)腔內(nèi)；硅粉收集器，設(shè)置于反應(yīng)腔的下端，用于收集反應(yīng)腔內(nèi)產(chǎn)生的納米硅顆粒；真空抽取子系統(tǒng)，與反應(yīng)腔連接，用于抽取反應(yīng)腔內(nèi)的氣體，是反應(yīng)腔內(nèi)呈現(xiàn)真空狀態(tài)。該系統(tǒng)能夠制備得到粒子大小可控、無粘連、粒度分布均勻的納米硅顆粒。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于納米硅制備領(lǐng)域，尤其涉及一種納米硅激光氣相合成系統(tǒng)。

背景技術(shù)

納米級的高純度晶體硅顆粒(超細(xì)硅粉)具有純度極高、粒徑小、分布均勻、分散性能好、比表面積大、高表面活性、松裝密度低、活性好等特點，目前商業(yè)上主要用于陶瓷材料、耐高溫涂料、橡膠材料、鋰離子電池負(fù)極材料、太陽能電池、碳化硅-金剛石復(fù)合材料及合成硅有機材料等。調(diào)研報告顯示，對超細(xì)金屬硅粉的需求越來越大。除原有應(yīng)用領(lǐng)域外，近年來超細(xì)硅粉室溫下優(yōu)異的紅光發(fā)射性能被人們所發(fā)現(xiàn)，使得它在電致發(fā)光、生物測定、熒光成像等領(lǐng)域也有著廣闊的應(yīng)用前景。

現(xiàn)有的制備超細(xì)硅粉的方法均采用等離子體化學(xué)氣相沉積方法，這種方法能非常好地避免納米顆粒的團聚，但制備的納米顆粒中可能存在一定程度的雜質(zhì)；另外，此方法對反應(yīng)器的真空要求較高，納米顆粒收集難度較大，因此等離子體輔助合成熱解法所需的設(shè)備造價較高，而且不容易規(guī)?；a(chǎn)。

授權(quán)公告號為CN207002840U的實用新型專利公開了一種激光誘導(dǎo)氣相沉積系統(tǒng)的光氣分離裝置，包括：激光器、聚焦物鏡、反應(yīng)腔體、平衡調(diào)節(jié)閥，反應(yīng)腔體下方放置有待鍍膜產(chǎn)品，激光器發(fā)射的激光束透過聚焦物鏡從反應(yīng)腔體的腔體口射入反應(yīng)腔體，激光束照射待鍍膜產(chǎn)品表面時，將在待鍍膜產(chǎn)品表面形成光氣混合區(qū)，所述反應(yīng)腔體的腔體口設(shè)置有阻氣鏡片；所述反應(yīng)腔體的上部、靠近腔體口的位置，其兩側(cè)分別設(shè)置有保護氣體入口和保護氣體出口；所述反應(yīng)腔體的中部，其兩側(cè)分別設(shè)置有工作氣體入口；所述反應(yīng)腔體的底部設(shè)置有均壓環(huán)型槽，所述均壓環(huán)型槽側(cè)面設(shè)置有負(fù)壓抽取口，所述平衡調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)所述反應(yīng)腔體內(nèi)上下面的壓力差。此裝置能夠避免工作氣體的溢出，但是粒子大小不可控。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種納米硅激光氣相合成系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)該系統(tǒng)中各部件的工作參數(shù)能夠制備出表面清潔、粒子大小可控、無粘連、粒度分布均勻的納米硅顆粒，容易實現(xiàn)顆粒尺寸和晶相的控制。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型提供以下技術(shù)方案：

一種納米硅激光氣相合成系統(tǒng)，包括：

反應(yīng)腔；

激光器，設(shè)置于反應(yīng)腔的一端，產(chǎn)生的激光通過反應(yīng)腔入口射入到反應(yīng)腔內(nèi)；

硅烷氣瓶，所述硅烷氣瓶內(nèi)盛有硅烷，硅烷通過管道通入反應(yīng)腔內(nèi)；

束縛氮氣瓶，所述束縛氮氣瓶內(nèi)裝有用于為硅烷提供束縛保護作用的氮氣，該氮氣通過管道通入反應(yīng)腔內(nèi)；

混合氣瓶，所述混合氣瓶內(nèi)盛有氮氣和氫氣，該氮氣和氫氣通過管道通入反應(yīng)腔內(nèi)；

硅粉收集器，設(shè)置于反應(yīng)腔的下端，用于收集反應(yīng)腔內(nèi)產(chǎn)生的納米硅顆粒；

真空抽取子系統(tǒng)，與反應(yīng)腔連接，用于抽取反應(yīng)腔內(nèi)的氣體，使反應(yīng)腔內(nèi)呈現(xiàn)真空狀態(tài)。

硅烷通入到反應(yīng)腔內(nèi)后，在束縛氮氣的保護下，受到激光能量的作用下，受熱分解產(chǎn)生納米硅顆粒，在重力的作用下落入到硅粉收集器中得以收集。利用該系統(tǒng)能夠制備出表面清潔、粒子大小可控、無粘連、粒度分布均勻的納米硅顆粒，容易實現(xiàn)顆粒尺寸和晶相的控制。

其中，所述的真空抽取子系統(tǒng)包括：