[發明專利]一種用于制備納米層狀復合材料的模具及方法

有效

• 申請號: 201911292116.6
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN111039256B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 王勻;朱義清;李富柱;李瑞濤;黃燦;劉振強;孫圣男;王旭
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于制備納米層狀復合材料的模具，包括主體部分，其特征是：主體部分由隔熱套（19）、控溫套（7）、密封蓋（8）和內套組成，最外部是頂部開口的圓筒狀的隔熱套（19），內部緊密嵌有頂部開口的圓筒狀的控溫套（7），控溫套（7）的上表面高出隔熱套（19），控溫套（7）內部緊密嵌有頂部開口的圓筒狀的內套，內套的頂部開口處密封連接密封蓋（8），密封蓋（8）控溫套（7）經螺紋連接，控溫套（7）在嵌有內套的內壁處設有螺旋凹槽（7-1），控溫套（7）的上段側壁上開有進口（12）、下段側壁上開有出口（20），進口（12）與螺旋凹槽（7-1）的上端相接，出口（20）與螺旋凹槽（7-1）的下端相接；密封蓋（8）的底部設有與內套的內腔相通的進料孔（14）和抽氣孔（15），且嵌有溫度傳感器（13），進料孔（14）處通過管道連接第一電動閥（2）；控溫套（7）的進口（12）處通過管道依次連接單向變量液壓泵（11）和液氮箱（24），液氮箱（24）連接控溫套（7）的進口（12）；控溫套（7）還連接供熱裝置（6）；密封蓋（8）上的抽氣孔（15）連接冷凝桶（21）的頂部，管道上裝有壓力表（3）、第二電動閥（4）和真空泵（5），冷凝桶（21）的外壁上纏繞有銅管（9），銅管（9）與制冷裝置（10）相接；所述的第一電動閥（2）、溫度傳感器（13）、單向變量液壓泵（11）、供熱裝置（6）、第二電動閥（4）和真空泵（5）、制冷裝置（10）均連接PC機（1）。

2.根據權利要求1所述的一種用于制備納米層狀復合材料的模具，其特征是：所述的內套由左瓣套（18）和右瓣套（17）密封相接組成，相接的分界面與內套的中心軸的夾角為銳角。

3.根據權利要求2所述的一種用于制備納米層狀復合材料的模具，其特征是：左瓣套（18）的分界面上設有V型槽，V型槽中放置密封條（18-1）。

4.根據權利要求1所述的一種用于制備納米層狀復合材料的模具，其特征是： 密封蓋（8）上的進料孔（14）處通過管道連接用于手動消除主體部分的內外壓力差的第二手動閥（25）。

5.根據權利要求1所述的一種用于制備納米層狀復合材料的模具，其特征是：冷凝桶（21）的底部經管道連接廢液箱（23），冷凝桶（21）和廢液箱（23）之間的管道上裝有第一手動閥（22）。

6.一種采用權利要求1所述的模具制備納米層狀復合材料的方法，其特征是包括以下步驟：

步驟一：將納米粉末溶液經第一電動閥（2）、進料孔（14）流入內套中，關閉第一電動閥（2）；

步驟二：PC機（1）控制單向變量液壓泵（11）開啟，液氮箱（24）中的液氮經進口（12）、螺旋槽（7-1）流至出口（20），再流回液氮箱（24）中；內套內的納米粉末溶液凍結，得到第一層納米溶液凍體；

步驟三：重復上述步驟一和步驟二，將多種納米粉末溶液分次經第一電動閥（2）、進料孔（14）流入內套中，得到層狀堆疊的多層納米溶液凍體；

步驟四：PC機（1）控制第二電動閥（4）和真空泵（5）同時開啟，對內套的內腔抽真空，待壓力表（3）檢測到壓力信號降至設定的真空壓力后關閉第二電動閥（4）和真空泵（5），PC機（1）控制供熱裝置（6）和單向變量液壓泵（11）協同工作，使內套中的多層納米溶液凍體的溫度上升至冰點溫度，內套中多層納米溶液凍體升華，升華的氣體經抽氣孔（15）進入冷凝桶（21）中，待溶液凍體完全升華后關閉控制供熱裝置（6）和單向變量液壓泵（11）；

步驟五：PC機（1）控制制冷裝置（10）開啟，將涌入冷凝桶（21）的已升華氣體冷凝成液體；取出內套中的塊狀體，將塊狀體燒結即得。