[發(fā)明專利]一種金屬鈮納米粉末的制備方法及制備裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110981679.7
• 申請(qǐng)日: 2021-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN113600824A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁睿;楊子酉;何琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 和超高裝（中山）科技有限公司
• 主分類號(hào): B22F9/14
• 分類號(hào): B22F9/14;B22F1/00;B82Y30/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 宋曉曉

一種金屬鈮納米粉末的制備方法及制備裝置，屬于金屬加工領(lǐng)域，本發(fā)明為了解決現(xiàn)有金屬鈮納米粉末制備方法存在著制備產(chǎn)量低、制備成本高、不利于工業(yè)生產(chǎn)的問題，本發(fā)明提供的一種金屬鈮納米粉末的制備方法及制備裝置，可以通過示波器反饋的信息對(duì)電源輸出波形及電源參數(shù)進(jìn)行控制以及結(jié)合加工介質(zhì)溶液成分、溫度的控制，改善電源放電的動(dòng)特性，改善電源放電的動(dòng)特性，達(dá)到精確控制工件表面電弧放電強(qiáng)弱的目的，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)需求控制電弧在納米至微米級(jí)別的放電，確保每次電弧轟擊純金屬鈮板時(shí)都會(huì)產(chǎn)生納米至微米級(jí)粉末，使納米級(jí)的金屬鈮粉末可以附著在純金屬鈮板的表面，便于后期回收。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬加工領(lǐng)域，具體涉及一種金屬鈮納米粉末的制備方法及制備裝置。

背景技術(shù)

納米金屬粉末在眾多領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用，納米金屬粉末的制備方法發(fā)展也十分迅速,從氣相法、液相法、固相法發(fā)展到激光法、等離子體法、金屬噴霧燃燒法等,但這些方法均存在著產(chǎn)量低、成本高的問題；生產(chǎn)出來的粉末產(chǎn)品售價(jià)高(納米金屬粉末的價(jià)格通常是普通金屬粉末的幾十倍),這嚴(yán)重制約了納米金屬粉末的應(yīng)用與推廣。

鈮由于鑭系收縮，出現(xiàn)額外的電子，鈮的金屬鍵就變得更強(qiáng)，因而它具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)以及較大的原子焓，具有高熔點(diǎn)、較高的高溫強(qiáng)度和比強(qiáng)度、良好的室溫加工性能、焊接性和耐蝕性、無放射性等特點(diǎn)。鈮的納米粉末有十分廣闊的應(yīng)用前景，但目前還沒有成功的工業(yè)生產(chǎn)方法，因此研發(fā)一種金屬鈮納米粉末的制備方法及制備裝置是很符合實(shí)際應(yīng)用的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有金屬鈮納米粉末制備方法存在著制備產(chǎn)量低、制備成本高、不利于工業(yè)生產(chǎn)的問題，進(jìn)而提供一種金屬鈮納米粉末的制備方法及制備裝置；

一種金屬鈮納米粉末的制備裝置，所述制備裝置包括可調(diào)直流電源、夾具和反應(yīng)容器，夾具通過導(dǎo)線與可調(diào)直流電源的正極相連，反應(yīng)容器通過導(dǎo)線與可調(diào)直流電源的負(fù)極相連；

所述可調(diào)直流電源與示波器相連，示波器用于對(duì)電源的波形進(jìn)行分析，可調(diào)直流電源的正極與夾具之間設(shè)有整流部件；

所述夾具的材質(zhì)與被加工工件的材質(zhì)相同；

進(jìn)一步地，所述可調(diào)直流電源的正極與夾具之間的整流部件為二級(jí)管，二極管串聯(lián)在可調(diào)直流電源的正極與夾具之間；

進(jìn)一步地，所述可調(diào)直流電源的正極與夾具之間的整流部件為電容，電容并聯(lián)在被加工工件的兩端；

一種金屬鈮納米粉末的制備方法，所述方法是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的：

步驟一：將金屬鈮在加工之前先用砂紙打磨，磨掉表面的油污雜質(zhì)；

步驟二：將步驟一中去除表面油污的鈮工件裝夾在夾具上，并將夾具通過導(dǎo)線與可調(diào)直流電源正極連接，將反應(yīng)容器與可調(diào)直流電源負(fù)極連接；

步驟三：將加工介質(zhì)溶液加熱至70℃-90℃后注入到反應(yīng)容器中，啟動(dòng)可調(diào)直流電源對(duì)夾具及反應(yīng)容器加載電壓，將鈮工件的夾具緩慢浸沒入加工介質(zhì)溶液中，根據(jù)示波器中顯示的波形及電源參數(shù)，調(diào)節(jié)可調(diào)直流電源，使加工電流密度保持在0.1-0.3A/cm²；

步驟四：加工時(shí)間設(shè)置為5至10分鐘，然后緩慢將帶有鈮工件的夾具從反應(yīng)容器中取出，關(guān)閉可調(diào)直流電源；

步驟五：將鈮工件從夾具中拆卸下來，并迅速將鈮工件放入酒精中，利用刮取裝置將鈮板表面附著的鈮納米粉末刮下，刮下鈮納米粉融入酒精；

步驟六：將酒精加熱蒸發(fā)，留下金屬鈮納米粉末；

進(jìn)一步地，所述步驟三中的加工介質(zhì)溶液為低濃度鹽溶液；

進(jìn)一步地，所述步驟三中的加工介質(zhì)溶液由氟化銨、氟化鉀和純水組成，其中氟化銨、氟化鉀和純水的含量比值為4％～5％：0.8％：94.2％～95.2％。