[发明专利]一种电爆炸法制取纳米粉末的设备

说明书

本发明公开了一种电爆炸法制取纳米粉末的设备，属于纳米材料制备领域，目的在于解决现有纳米粉体生产设备对于高压部分的绝缘结构和绝缘材料要求严苛的问题。该设备包括纳米粉体反应机构、电爆炸产生机构、与纳米粉体反应机构相配合的送丝机构、冷风机、第一连接管、第一绝缘管、第二连接管、第二绝缘管、第三连接管等。本发明通过电极产生瞬间高压，使得爆炸反应腔内的物料发生反应，生成相应的纳米颗粒。同时，由于结构的改进，使得本发明的设备工作电压低于25KV，高压部分对高压结构及耐压材料要求极低。同时，本发明的原料为丝状材料、非绝缘体即可，具有原料来源广泛、适应性强的特点，对各种能形成丝状且非绝缘体的材料具有良好的普适性。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，尤其是纳米粉体材料制备领域，具体为一种电爆炸法制取纳米粉末的设备。本发明是一种用于生产纳米粉体的专业设备，更具体地是一种采用电爆炸法制取纳米粉体的设备。

背景技术

通常，尺度范围在1—100nm，且呈现出与常规材料有显著差别的特殊物理化学效应的材料，被称之为纳米材料。纳米材料的基本单元或组成单元可以由原子团簇、纳米微粒、纳米线、纳米管或纳米膜组成。纳米材料具有量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等物理效应，金属纳米材料的原子和电子结构不同于化学成分相同的金属粒子，具有不同于宏观物体和单个原子的磁、光、电、声、热、力及化学等方面的奇异特性。

目前，制备纳米材料的方法主要包括：气相合成、液相合成和固相合成三大类。其中，最为普遍的是气体冷凝法、电弧法、爆炸丝法、激光法及化学还原等方法。然而，国内利用这些方法生产纳米粉的设备很少，且生产效率较低，存在结构复杂、操作和使用不便等缺点。

工业上现目前的主要采用蒸发冷凝法制备纳米粉末，但利用这些方法生产纳米粉的设备存在如下问题：

1）结构复杂，操作和使用不便；

2）对设备高压部分的绝缘结构和绝缘材料要求严苛；

3）所生产粉体材料的种类较少，难以采用高熔点的金属、合金进行纳米粉末的制备；

4）现有设备生产的粉体粒度分布不均匀，亚微米级的粉体颗粒较多，生产的合金粉体成份分布不均，且与原材料组份差别较大，生产的粉体粒度不可控；

5）粉体的分级收集装置分辨率较低，难以实现纳米级粉体的分级收集。

为此，迫切需要一种新的装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种电爆炸法制取纳米粉末的设备。本发明通过电极产生瞬间高压，使得爆炸反应腔内的物料发生反应，生成相应的纳米颗粒。同时，由于结构的改进，使得本发明的设备工作电压低于25KV，远低于现有设备上百千伏的高压，高压部分对高压结构及耐压材料要求极低。同时，本发明的原料为丝状材料、非绝缘体即可，尤其适用于金属、合金纳米粉体或者超细粉体的制备，具有原料来源广泛、适应性强的特点，对各种能形成丝状且非绝缘体的材料具有良好的普适性。另外，本发明通过各部件之间的相互配合，能实现对粉体产品的有效分级收集，尤其是对纳米粉体的分级收集，有效简化后续分离收集程序，具有显著的进步意义。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电爆炸法制取纳米粉末的设备，包括纳米粉体反应机构、电爆炸产生机构、与纳米粉体反应机构相配合的送丝机构、冷风机、第一连接管、第一绝缘管、第二连接管、第二绝缘管、第三连接管、一级粉末收集装置、第四管道、第三绝缘管、第五管道、第四绝缘管、第六管道、旋风分离器、二级粉末收集装置、粉末收集桶、三级粉末收集装置、气体循环机构，所述送丝机构设置在纳米粉体反应机构上；