[实用新型]一种制备超细复合粉体的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制备超细复合粉体的装置，特别是一种微波辅助喷雾热解工业化连续生产超细复合粉体的装置。

背景技术

喷雾热分解制备复合粉体是将各金属盐按制备复合型粉体所需的化学计量比配成前驱体溶液，经雾化后由载气带入高温反应腔体中，雾滴在腔体中快速运动，瞬间完成溶剂蒸发、溶质沉淀形成固体颗粒、颗粒干燥、颗粒热分解、烧结等一系列的物理化学过程的粉体制备方法。

喷雾热分解具有很多优点，①原料在溶液状态下混合，可保证组分分布均匀，而且工艺过程简单，组元成分损失少，可精确控制化学计量比，尤其适合制备多组分复合粉体；②微粉由悬浮在空气中的液滴干燥而来，颗粒一般呈规则的球形，而且少团聚，无需后续的洗涤研磨，保证了产物的高纯度、高活性、细晶粒和粒度的均匀性；③通过不同的工艺条件来制得各种不同形态和性能的超微粒子，此法制得的纳米粒子表观密度小、比表面积大、粉体烧结性能好；④整个过程在短短的几秒钟迅速完成，因此液滴在反应过程中来不及发生组分偏析，进一步保证组分分布的均一性；⑤工序简单，一步即可获得最终粉体，无过滤、洗涤、干燥、粉碎过程，操作简单方便，生产过程连续，产能大，生产效率高，安全无污染、非常有利于大工业化生产和绿色经济发展。

微波加热具有加热速度快、热量损失小、操作方便等特点，既可以缩短工艺时间、提高生产率、降低成本，又可以提高产品质量。与传统加热方式相比，微波加热有以下特点：①加热均匀、速度快：一般的加热方法凭借加热周围的环境，以热量的辐射或通过热空气对流的方式使物体的表面先得到加热，然后通过热传导传导物体的内部。这种方法效率低，加热时间长。而微波是在被加热物内部产生的，热源来自物体内部，加热均匀，不会造成“外焦里不熟”的夹生现象，有利于提高产品质量，同时由于“里外同时加热”大大缩短了加热时间，加热效率高，有利于提高产品产量；②微波加热的惯性很小，可以实现温度升降的快速控制，有利于连续生产和自动控制，常规的加热方法，如蒸汽加热、电热、红外加热等，要达到一定的温度，需要一定的时间，在发生故障或停止加热时，温度下降又要较长时间，而微波加热可在几秒的时间内迅速将微波功率调到所需的数值，加热到适当的温度，便于自动化和连续化生产，控制及时、反应灵敏；③选择性加热：微波加热所产生的热量和被加热物的损耗有着密切关系，各种介质的介电常数在0.0001到0.5的范围内，所以不同物体，或物体中的不同组元吸收微波的能力差异很大；④非热效应：与相同热力学条件下的传统加热结果相比，微波加热所获得的具有显著优势的各种物理现象，这些现象包括物质原子扩散速率的提高、粉体材料的活化烧结、促进压坯致密化，促进晶粒生长，提高化学反应速率，以及由此而获得的优异性能和特殊的显微结构等；⑤微波加热穿透能力强：穿透能力就是电磁波穿透到介质内部的本领，电磁波从表面进入介质并在其内部传播时，由于能量不断被吸收并能转化为热能，它所携带热量就随着深入介质表面的距离以指数形式衰减。电磁波的穿透深度和波长是同一数量级，除了较大的物体外，一般可以做到表里一起加热。而远红外加热的波长很长，加热时穿透能力差，在远红外线照射下，只有物体一薄层发热，而热量要到内部主要靠传导，这样不仅加热时间长，而且容易造成加热不均匀。根据对比，微波加热的穿透能力比远红外加热强的多；⑥清洁卫生、无污染：一般工业加热设备比较大，占地多，周围环境温度也比较高，操作工人劳动条件差，强度大。而微波加热占地面积小，避免了环境高温，工人的劳动条件得到了大大的改善。

随着3D打印技术的迅速发展，对粉体冶金制粉技术的升级换代提出了越来越迫切的要求。复合粉体的制备是3D打印技术重要的物质基础，而球形度好、纯度高和组元分布均匀是粉体制备发展的重要方向。本实用新型结合了喷雾热解和微波加热的优势互补作用，两者的协同优势为超细复合粉体的制备提供了技术支持和工艺基础。

发明内容