[發明專利]納米金屬包覆粉末的制備方法

有效

• 申請號: 202110556623.7
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113290239B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 陳鋼強;林茜;王佳雷
• 申請（專利權）人: 寧波廣新納米材料有限公司
• 主分類號: B22F1/17
• 分類號: B22F1/17;B22F1/18;B22F1/054;B22F9/12;B22F9/14;B82Y40/00
• 代理公司: 寧波市海曙鈞泰專利代理事務所(普通合伙) 33281
• 代理人: 代忠炯

本發明公開了一種納米金屬包覆粉末的制備方法，納米芯核顆粒制備和納米金屬包覆粉末的制備連續進行：采用芯核顆粒制備裝置將芯核原料加熱蒸發，通過工質氣體循環系統的氣流將芯核原料蒸氣冷卻成為固態的納米芯核顆粒并送至包覆裝置，納米芯核顆粒在納米芯核顆粒輸送管道內為分散狀態；金屬包覆材料的金屬蒸氣與納米芯核顆粒在上大下小的中空圓臺形的包覆罐內相遇，并在螺旋下降收縮過程中使納米芯核顆粒表面均勻且完整地沉積形成一層金屬包覆層，隨氣流進入凝固罐中凝固后，在納米芯核顆粒表面形成一層致密的金屬包覆層。輸送和包覆過程中芯核顆粒分散性好、能實現包覆粉體在納米級芯核顆粒上均勻沉積及完整包覆。

技術領域

本發明涉及金屬包覆粉末技術領域，具體講是一種納米金屬包覆粉末的制備方法。

背景技術

現有技術的金屬包覆粉末制備主要采用化學包覆法，工藝相對繁瑣，或包覆相對困難，或產生污染，因此在工業應用上較為受限。

現有技術的物理氣相沉積法雖然可以實現納米顆粒在平面上的沉積，但通常需在真空環境下進行，整個金屬包覆粉末制備過程需始終抽真空，增加了生產成本。

中國專利網站上公開了一種制備包覆粉末的方法，該方法利用等離子體作為熱源，將包覆材料加熱熔化或氣化，包覆材料與芯核顆粒相遇，最終實現包覆粉末的制備。該方法除輸入工質氣體前需抽真空外，整個金屬包覆粉末制備過程不需始終抽真空，節約了生產成本。但該方法制備金屬包覆粉末時，采用存儲在容器內的已制備好的芯核顆粒，通過振動送粉或載氣送粉的方式輸送至包覆罐，粉末在制成之后的存儲中本來就很容易團聚，粒徑越小，團聚越厲害，因此芯核顆粒的粒徑不能太小，不能是亞微米級別的，更不能是納米級別的，因為亞微米顆粒或納米顆粒，采用載氣方式或振動方式難以將符合質量要求的亞微米顆粒或納米顆粒順利送至包覆罐，容易堵塞或者送去的粉是團聚的粉。即，利用該裝置制備金屬包覆粉末極大地限制了芯核顆粒的尺寸，對于極易發生團聚的亞微米級顆粒甚至納米級顆粒，無法順利輸送，因此該裝置僅適用于對微米級芯核顆粒進行包覆，不能實現對亞微米級顆粒甚至納米級顆粒進行包覆。

還有，1、由于該方法采用的制備裝置中的包覆罐或稱反應器為直筒形，熔化或氣化后的包覆粉末顆粒與芯核顆粒的接觸為直線相遇，且兩者的輸送路程均較短，使得芯核顆粒與包覆粉末顆粒的接觸時間較短，不易形成有效且完整的包覆。2、由于僅設有一個與水電氣連通的等離子槍或稱等離子霧化噴槍系統，該等離子霧化噴槍系統中的等離子體焰矩、霧化噴嘴與反應器的中心軸線均在同一直線上，且包覆粉末的送粉通道的軸線與等離子體焰矩、霧化噴嘴的軸線也在同一直線上，為了保證等離子霧化噴槍系統的安全和正常使用，限制了等離子霧化噴槍系統的電流和功率，能量相對不足，包覆粉末的蒸發效果難以保證。3、由于等離子霧化噴槍系統中的霧化噴嘴設在等離子體焰炬和包覆材料如包覆粉末送粉通道出口的下方，等離子體焰炬的高溫以及包覆粉末的熔化態或氣化態可能將霧化噴嘴燒蝕使其受損而無法正常工作，霧化噴嘴噴射的高速射流可能會使噴嘴內壓力快速上升，而影響等離子體焰炬的穩定性，可能使其熄滅甚至回焰燒蝕等離子霧化噴槍。4、芯核粉末的進粉口的位置、角度和數量等均存在不足，難以保證芯核粉末均勻、切向、旋轉進入包覆罐內，影響了包覆效率和包覆質量。

綜上所述，現有技術中利用等離子體作為熱源包覆粉末的方法，難以實現包覆粉體在被包覆的納米粉體即納米級顆粒上的均勻沉積以及完整地包覆，其主要難點為納米粉體極易發生團聚，在空間上很難分散，包覆材料的蒸發效果欠佳，包覆粉末顆粒與芯核顆粒的接觸時間較短，包覆材料在單個粉體表面地完整沉積較困難。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種能防止被包覆粉體即納米芯核顆粒團聚、輸送和包覆過程中芯核顆粒分散性好、能實現包覆粉體在納米級芯核顆粒上均勻沉積及完整包覆的納米金屬包覆粉末的制備方法。

本發明的技術解決方案是，提供一種納米金屬包覆粉末的制備方法，包括以下步驟，

納米芯核顆粒制備和納米金屬包覆粉末的制備連續進行：